Tags: журнал домашняя лаборатория
Year: 2013
Text
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
МАРТ 2013
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-прикладной
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
domlab@ inbox.com
Статьи для журнала
направлять, указывая в теме
письма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие
гонорары авторам статей не
выплачиваются и никакие
оплаты за рекламу не
принимаются.
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской
деятельностью и никакой
ответственности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании
материалов этого журнала, ссылка
на него не является
обязательной, но желательной.
Никакие претензии за
невольный ущерб авторам,
заимствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается
компенсированным рекламой авторов и
их произведений.
По всем спорным вопросам
следует обращаться лично в
соответствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные
местным нотариусом, копии всех
необходимых документов на
африкаанс, в том числе,
свидетельства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
Март 2013
История
Ликбез
з
103
Литпортал
139
161
Химичка
169
180
200
254
266
Лаборатория
Электроника
Системы
Матпрактику
Техника
282
294
Английский
СОДЕРЖАНИЕ
Бурьян (продолжение)
Краткий курс биологии (окончание)
Судьба Кощея
Ущелье белых духов
Самодельные реактивы
Лабораторный блок питания из АТХ
Обработка сигналов (окончание)
Исследование процесса обучения на ЭВМ
Амплификатор для ПЦР
Электрофорез ДНК в агарозном реле
Трансформация Е.coli плазмидой
Как извлечь ДНК из живого
Лаборатория биохакера
Удивительная биология
Термоядерная энергетика
Фотогалерея
Просьба
НА ОБЛОЖКЕ
На пёстрой ленте ДНК
сплелись причудливо узоры
вот группа крови, код белка,
вот клеток строгие наборы.
Записан цвет зрачков, волос,
изгиб бровей, длина ресниц,
и папин лоб, и мамин нос,
черты лица из тысяч лиц...
Леонид Овчинников
Как ни крути, как ни верти, а этот номер посвящен ДНК.
300
Разное
308
315
367
379
380
БУРЬЯН1
Валерий Сойфер
ГЛАВА IV.
ЗА БЛЕФОМ БЛЕФ
"Имел распутинский он дар
Влиять, путем как будто чар,
Гипнозом взбалмошных идей
На слабые мозги людей".
И.И. Пузанов. Сокрушение кумиров.
"Наша молодая сельскохозяйственная наука
уже сейчас на деле обгоняет буржуазную
науку, а в некоторых областях уже обогнала
ее.
Товарищи, вам известно задание старой
науки - это помогать буржуям, кулакам, всяким
эксплоататорам. Задание же нашей науки -
служить делу колхозного строительства...
Журнальный (сокращенный) вариант книги «Власть и наука»,
на источники пропущены.
Все комментарии и ссылки
Конечно не нам жалеть буржуазных ученых.
Но серьезно, жалко просто людей. Неважная
участь буржуазных ученых".
Т.Д. Лысенко. Из речи в Кремле на встрече
со Сталиным и другими руководителями
партии и правительства, 1935.
Неудачи сельскохозяйственной
политики коммунистической
партии и первые попытки
дать "партийный наказ" науке
Насильственная коллективизация деревни привела к скорому краху всего
сельскохозяйственного сектора экономики, невиданному в истории человечества. С
весны 1929 и вплоть до начала 1930 года из села было экспроприировано всё
наличное зерно, на Украине начался повальный голод. Урожай собирали далеко не
везде, и в основном силами Красной Армии, так как жители многих деревень и
сел вымерли от голода. Сообщения о полной конфискации всего зерна, включая и
пищевое, и кормовое, и семенное, просочились даже в центральную печать. Так,
газета "Правда" 6 октября 1929 года писала:
"Украинская партийная организация одновременно беспощадно борется со
всякими проявлениями хлебозахютовительскохю оппортунизма. Кое-где стали
раздаваться голоса, что планы слишком большие, что их нельзя выполнить... Запорожское
партийное руководство в лице бюро окружкома стало доказывать, что
хлебозаготовительный план центра "не оставляет ни одного килограмма для населения"...
ЦК КП(б)У быстро и решительно реагировал на это. Отметив, что план
хлебозаготовок, данный Запорожскому округу, вполне реален, ЦК указал секретариату
запорожского окружкома на недопустимость его постановления, признал невозможным
для секретаря окружкома тов. Икса оставаться в дальнейшем на этой работе и
снял с работы заведующего запорожским окружторгом. Постановление ЦК по
вопросу о хлебозаготовках Запорожья было совершенно ясной директивой всем
украинским организациям".
Коллективизация привела к краху и в области животноводства: оставшиеся на
местах крестьяне были вынуждены резать тот скот, который еще не пал от
голода. Сельскохозяйственные проблемы выросли до никогда не виданных на Руси
размеров , а власти ничего не могли с этим поделать.
В этих условиях обещания Лысенко и ему подобных, грозившихся вытащить из
разрухи сельское хозяйство, не просто импонировали верхам, они воспринимались
с большим удовлетворением, его "научные выкладки" вселяли надежды в
руководителей Наркомзема и ЦК партии. Реальные научные прогнозы С.К. Чаянова и других
экономистов показывали, что ни принятые тенденции к тотальному обобществлению
индивидуальных хозяйств, ни темпы воплощения в жизнь этих тенденций не дадут
послабления руководству в разрешении проблемы снабжения зерном и продуктами
животноводства. Власти о таких прогнозах и слышать не хотели. Совершенно
неприемлемыми были для них призывы отказаться от поголовной коллективизации,
так как их рассматривали как требования политических изменений в стране.
С неистребимой верой в неминуемость светлого завтра большевикам не
оставалось ничего иного, как верить, что умельцы из народа, такие как Лысенко,
спасут положение. Настоящие ученые не могли предложить ничего, что чудесным
образом изменило бы положение. А оно становилось всё хуже. Даже Сталин был
вынужден на XVII съезде партии признать:
"Годы наибольшего разгара реорганизации сельского хозяйства - 1931-й и
1932-й - были годами наибольшего уменьшения продукции зерновых культур".
Их средняя урожайность в 1928-1932 годах, как это следовало из цифр, приве-
денных на том же съезде в докладе председателя правительства Молотова,
составляла всего 7,5 центнера с гектара, что было гораздо ниже партийного
плана. Еще хуже обстояло дело с животноводством. Уместно отметить, что до
перехода к поголовной коллективизации сельское хозяйство России начало заметно
крепнуть. Так, если сравнить официальные советские данные конца 1927 года с
данными 1916 года, то можно увидеть, что количество голов крупного рогатого
скота к этому году возросло на 11,6, овец и коз - на 31,5 и свиней - на 5,6
млн. голов. Коллективизация привела к противоположному результату. Вместо
резкого роста поголовья скота, обещанного Сталиным перед её началом,
численность скота упала и оказалась в 1928 году гораздо ниже, чем в последнем
предреволюционном году (вовсе не лучшем из предреволюционных лет, так как 1-я
Мировая война разрушила сельское хозяйство Европейской России и Дальнего
Востока) . Молотов сообщил на съезде данные, согласно которым поголовье лошадей за
время коллективизации (с 1928 по 1932 год) упало почти вдвое (с 33,5 до 19,6
млн. голов), крупного рогатого скота почти на 60% (с 70,5 до 40,7 млн.
голов), овец и коз в три раза (с 146,7 до 52,1 млн. голов), а свиней - больше,
чем в два раза (с 25,9 до 11,6 млн. голов) .
Цифры, названные Молотовым, были устрашающими, но и они были приукрашены.
На самом деле реальное снижение поголовья коров и свиней, овец и коз было еще
большим, так как земельные органы приукрашивали данные, чтобы скрыть правду.
Такое утаивание точной информации признали даже коммунистические лидеры.
Однако согласиться тем, что коллективизация превратилась в настоящую катастрофу
для сельского хозяйства, отказаться от нее, предложить сколько-нибудь
реальную программу подъема сельской экономики ни Сталин, ни его коллеги по
руководству компартии не собирались.
В деревню для командования колхозами было направлено по разнарядке
партийных органов 25 тысяч случайных, не имевших никакого отношения к земле
"представителей пролетариата" из числа партийных выдвиженцев. Перед посылкой
органы ЧК проверили их лояльность, отправляемым на село "комиссарам в бушлатах"
были даны огромные полномочия по наведению порядка силой. Ни о какой разумной
или научно обоснованной роли 25-тысячников в руководстве колхозами и говорить
не приходилось. Значительная часть образованных агрономов была к тому времени
истреблена, оставшимся на свободе уже просто не доверяли. Свою задачу "25-
тысячники" видели, прежде всего, в том, чтобы проводить правильную
идеологическую линию (как они её себе представляли), то есть зажигательно выступать с
речами, распространяться о насущных "задачах пролетариата и смычке с
крестьянством". Давший это определение член Политбюро ЦК ВКП(б) Л.М. Каганович в
речи на XVI съезде ВКП(б) 28 июня 1930 года говорил:
«25-тысячники - это организаторы деревни, которые сумеют организовать и
воспитать для партии новых товарищей. Один путиловский рабочий в Сибири
рассказывал мне: "Когда я работал в Ленинграде и сам видел своих руководителей,
заводских, районных и других, я думал, что я ни чорта не стою, и часто даже
боялся выступать на ячейке [имеется виду низовая партийная организация -
партячейка - B.C.], а когда в деревню приехал, когда сама жизнь заставила
выступать, я вижу, что дело пойдет, что дело организуем"».
"Вот что пишут красные партизаны из ЦЧО [Центрально-черноземной области -
B.C.] в ЦК, - продолжал Каганович. - Приветствуем ЦК партии и благодарим за
25-тысячника т. Несчастного, который выслан для смычки города с деревней,
который работает 3 месяца и проявил действительную преданность делу социализма
и привлек на свою сторону красных партизан, актив бедноты и всех колхозников.
Просим ЦК давать побольше в нашу деревню таких рабочих от станка".
Попытка добиться исправления положения в колхозах и совхозах за счет
посылки в деревню сразу 25 тысяч рабочих от станка была такой же нелепостью, как и
большинство предшествовавших мер большевистского руководства в управлении
сельским хозяйством страны. Дело усугублялось еще и другими обстоятельствами.
В деревню поехала "рабочая шантрапа", а вовсе не идейные по духу и сильнейшие
по своим деловым качествам рабочие. Разрушив вековой уклад сельской жизни,
коммунистическая партия и советское правительство не могли ничего предложить
взамен. Работа из-под палки, бездумные приказы "комиссаров в бушлатах",
развал семеноводства и селекции, постоянное вмешательство командиров из центра в
дела, творившиеся на земле, были непродуктивны. Всё это нагромождение одной
организационной глупости на другую не оставляли даже малейшей надежды на
улучшение состояния дел в деревне.
Кстати сказать, и Сталин и его последователи в вопросе отношения
государства к сельскому хозяйству самым решительным образом изменили лозунгам
революции, которыми удалось обмануть народ в 1917-1920 годах. Ведь главным
притягательным стимулом для крестьянства в момент прихода коммунистов к власти было
обещание окончательно разрушить помещичье землепользование и полностью
передать землю тем людям, которые её обрабатывают. Лозунг "Земля - крестьянам"
был самым вероломным образом "забыт", отброшен и заменен лозунгом тотальной
коллективизации. То, что по сей день все сторонники коммунистических партий в
России настаивают на сохранении государственного владения землей, говорит,
что они намеренно наследуют этот чудовищный обман народа.
Рассуждая с восторгом об отправке "проверенных товарищей" в деревню,
Каганович видимо совершенно не осознавал сюрреалистичности достижения большевиков
в этом вопросе, не понимал комизма пафоса, рисуя образ "товарища Несчастного
- 25-тысячника" в следующих выражениях:
"Он еще сельское хозяйство знает слабо, крестьяне ему говорят о многополье,
о севообороте, а он еще этого не усвоил, но крестьяне о нем говорят, что хотя
он еще сельское хозяйство не знает, и еще многому у них (крестьян) должен
поучиться, но организовать их, собрать их, поставить вопрос, разъяснить, что к
чему, он умеет очень хорошо".
Легко себе представить, как могла сказаться "акустическая" деятельность
таких организаторов "от станка" на состоянии тех дел в колхозах, которые
требовали солидных агрономических знаний. Самым катастрофическим образом перемены
в деревне отразились на посевном зерне. После конфискации всего зерна и
повсеместно наступившего голода сеяли, что придется, были утеряны почти все
самые ценные стародавние сорта пшениц - Крымки, Кубанки, Арнаутки, что вынужден
был позже признать на Пленуме ЦК ВКП(б) 28 июня 1937 года нарком земледелия
Я. А. Яковлев. Утеря генофонда была страшной потерей в стратегическом плане.
Сорта, ставшие основой для работы американских и канадских селекционеров,
перестали существовать.
В начале 1934 года, выступая на XVII съезде партии, Сталин признал, что
одна из главных причин провала надежд на быстрый подъем продуктивности
сельского хозяйства после сплошной коллективизации, состояла именно в том, что
"семенное дело по зерну и хлопку так запутано, что придется еще долго
распутывать его". Ему вторил на съезде член ЦК ВКП(б), секретарь обкома партии
Центрально-Черноземной области И.М. Варейкис, расстрелянный позже его же
"подельниками" по партии.
Партийно-правительственное
постановление о резком
ускорении выведения новых сортов
2 августа 1931 года Президиум Центральной Контрольной Комиссии (партийный
орган) и Коллегия Наркомата рабоче-крестьянской инспекции СССР -
правительственный орган (сокращенно, ЦКК и РКИ) приняли, как тогда называлось, партийно-
правительственное постановление "О селекции и семеноводстве". Постановление
предписывало:
"1. Предложить НКЗему Союза, с.-х. академии им. Ленина и ВИР:
а) . . . по пшенице поставить важнейшей задачей в области селекции достижение
в 3-4 года следующего: высокой урожайности,... однотипичности и однородности
зерна (стекловидности), приспособленности к механизированному хозяйству
(неполегаемость и неосыпаемость), хладостойкости, засухоустойчивости, повышения
мукомольных и хлебопекарных качеств, устойчивости против вредителей и
болезней, а также качеств, необходимых для форсированного продвижения культуры на
север и восток...
2. а) Завершить к 1933 году в основном полную смену рядовых семян
испытанными сортовыми...
3. а) Поставить работу селекционных станций на основах новой заграничной
техники с применением новейших усовершенствованных методов селекции (на
основе генетики)..., сократив таким образом срок получения новых сортов (вместо
10-12 лет до 4-5 лет)...".
Этот категоричный документ был образцом нового подхода властей к управлению
наукой. Подавляющее большинство выписанных в императивном тоне пунктов
постановления были совершенно нереальными, но в царстве мифов, когда руководителям
и функционерам казалось, что нет таких преград, которые бы не преодолели
осененные зажигательными идеями "массы", они без колебаний ставили в приказном
порядке задачи, немыслимые ни по срокам, ни по принципиальной возможности
выполнения .
В условиях постколлективизационной анархии власти требовали фактически за
один сезон (за лето 1932 года) восстановить сорта, размножить их в таких
количествах, чтобы осуществить "к 1933 году... полную смену рядовых семян
испытанными сортовыми". Когда же размножать и когда испытывать? Сказочность этой
задачи не вызывала сомнений, но поручение тем не менее было внесено в
постановление в самой категоричной форме.
Странное впечатление оставалось от пункта постановления, в котором
перечислялись свойства будущих сортов. У них непременно должен был быть такой набор
признаков, который можно было сформулировать, но которого нельзя было достичь
на практике. До наших дней эта задача не получила удовлетворительного
разрешения, и селекционеры бьются над тем, чтобы придать все перечисленные
качества новым сортам. Но, пожалуй, верхом волюнтаризма было приказать ученым
выводить сорта не за 10-12 лет, а за 4-5 лет! Ссылка на генетику была
празднословием (или вопиющей безграмотностью): как раз согласно законам генетики такие
темпы были невозможны.
Первый год должен уйти на выращивание первого поколения от скрещивания
(если сорт создают методом гибридизации), или на размножение выделенной из
посевов лучшей формы (если сорт пытаются получить методом отбора). На второй год
нужно - в соответствии с законом генетики, открытым в 1865 году Грегором
Менделем - ждать расщепления признаков у гибридных растений, на третий -
выяснить, какие из лучших форм наследственно однородны по этому признаку, а какие
- смешанны; на четвертый нужно размножить однородный материал, и в
последующие 3-4 года предварительно испытать лучшее из лучшего. Затем рекордсменов
нужно проверить в сравнительном (конкурсном) испытании, то есть сопоставить с
известными и хорошо зарекомендовавшими себя сортами, точно определить
устойчивость к болезням в специальных питомниках и т.д. На конкурсное испытание
уходит 3-4 года, после чего новую линию нужно размножить и проверить в
производственных условиях (нередко случается, что линия, хорошо ведущая себя в де-
ляночных опытах, теряет свои качества при посеве массовом). После этого
размноженный материал, который еще никто пока не имеет права называть сортом,
можно передать в государственное сортоиспытание. Для этого требуется столько
семян, сколько нужно на высев в большом числе повторностей в различных зонах
страны, на разных сортоучастках, с применением разных схем высева, обработки
и т.д. На государственное испытание уходит также не меньше 3-4 лет (в лучшем
случае!). Только после завершения этого долгого марафона проверок новой линии
может быть присвоено название "сорт", в книги государственной регистрации
сортов будет внесена соответствующая запись об этом сорте, и последний будет
рекомендован для высева в тех районах страны, где он оказался лучше других
сортов, возделывавшихся здесь раньше, и специальные семеноводческие хозяйства
могут начать (при жестком контроле за большим числом основных свойств сорта,
так называемой сортовой апробации) производить суперэлитные и элитные семена
данного сорта.
Поэтому и получается, что на создание сорта нельзя потратить меньше, чем
10-12, а чаще 14-15 лет! Применение теплиц и зимней выгонки материала может
несколько сократить сроки первоначальных этапов селекции, однако конкурсное,
производственное и государственное испытание должны проходить в нормальных
полевых условиях. Иначе от лица государственных органов будет рекомендован в
качестве сорта не доведенный до кондиций полуфабрикат.
Установленный порядок не просто зиждился на строгих канонах науки, и прежде
всего генетики, он был утвержден как государственный закон, так как многие
его положения были записаны в подготовленном профессором Лисицыным и
подписанном Лениным декрете "О семеноводстве". Чиновники из ЦКК ВКП(б) и РКИ СССР
не отменили прежнего декрета. Они просто о нем умолчали. В этих органах
решили, что придерживаться старых норм могут только люди, не понимающие, что
властям теперь некогда ждать, что им сейчас, немедленно нужны первоклассные
сорта (отметим: властям, сначала преступно разрушившим сельское хозяйство, а
потом спохватившимся, что база зернового хозяйства - все сорта - утеряна). То,
что нужны первоклассные, а не какие-то посредственные сорта, - это власти уже
сообразили. Только с их помощью можно было воплотить в жизнь амбиционные
планы, о которых трубила партийная пресса. Как получить такие сорта - это дело
ученых, пусть они исхитряются, на то они и ученые, чтобы находить выход из
тупиковых ситуаций.
Против такого решения о сокращении сроков выведения сортов, как мы уже
видели раньше, высказывались многие селекционеры - отмена научных основ
селекции представлялась невозможной. Однако Вавилов в выступлении на Всесоюзной
конференции по планированию генетико-селекционных исследований в июне 1932
года высказался определенно в поддержку решения партии и правительства, хотя
нельзя исключить и того, что он пытался своим планом развития селекции,
базирующейся на генетике, подправить нелепое решение:
"Постановлением ЦКК, НК РКИ и НКЗ СССР селекционная работа в области
растениеводства должна быть всемерно расширена, начиная с 1932 г. Практическая
селекция должна охватить все важнейшие культуры... Генетические работы отныне
должны быть всемерно проникнуты запросами практической селекции...".
Руководимый Вавиловым штаб сельскохозяйственной науки, ВАСХНИЛ, старался
всеми доступными силами наладить сортоиспытание и семеноводство на высоком
уровне. Но, естественно, то, что было бездумно разрушено за несколько лет
коллективизации, требовало теперь гораздо больше времени и сил для своего
восстановления. Нужно было очистить посевной материал от примесей (для этого
нужно было вести очистку каждый год в течение нескольких поколений),
размножить чистосортный материал (еще несколько лет). Руководителям партии это
казалось топтанием на месте. Например, Яковлев в октябре того же 1931 года на
Всесоюзной конференции по засухе в присутствии Лысенко (на том же заседании,
где выступал и последний) поддержал решение РКИ-ЦКК и заявил: "Нам нужна
практическая программа селекционной и семеноводческой работы". Приводя эти
слова наркома Яковлева, редакция газеты "Известия" добавляла:
"... тов. Яковлев резко критиковал "кустарничанье" в семеноводческой рабо-
те. Мы тратим на выведение сорта в 2-3 раза больше времени, чем это требует
современная техника...".
Лысенко заручается благосклонностью
Молотова на конференции по борьбе
с засухой и получает первый
правительственный орден
Когда начинаешь выписывать даты выступлений Лысенко на различных научных и
ненаучных встречах в 1929 - 1931 годах, то не можешь не обратить внимания на
то, что основное время этот молодой ученый (человек уже вполне сложившийся,
но ученый еще без году неделя) тратил не на научные занятия, а на мельтешение
перед глазами начальства. В сентябре 1931 г. он выступает на Коллегии Нарком-
зема СССР в Москве, в начале октября - на конференции в Киеве, в конце того
же месяца опять в Москве. В конце октября-начале ноября 1931 года в Москве
прошла Всесоюзная Конференция по борьбе с засухой, и выступление на ней
помогает ему подняться на еще одну ступеньку выше.
Задача проводившейся на правительственном уровне конференции, по мысли
лидеров партгосаппарата, заключалась в том, чтобы дать проверенные наукой
рекомендации относительно возможности преодоления основного бича российского
земледелия - засух.
Как вспоминал достаточно близко знавший Вавилова ботаник П.А. Баранов,
перед проведением конференции Вавилова вызвал к себе Сталин и предложил оценить
планируемые партией мероприятия по мелиорации земель вдоль низкого берега
Волги. Вавилов объяснил, что проведение воды на поля может существенным
образом повысить урожаи, но добавил, что экономически это вряд ли оправданная
мера, так как потребует невиданных капиталовложений. Ответ Сталина, по словам
Баранова, был вполне в духе повседневных сталинских резолюций: "Мне интересно
ваше мнение как растениевода, а в экономике мы без вас разберемся".
В дни работы Конференции на ней выступил глава Правительства Молотов, а на
заключительном заседании номинальный глава государства М.И. Калинин. В числе
крупнейших ученых получил слово и Лысенко. Он снова расхвалил яровизацию,
обещал, что ее широкое использование даст возможность и засухи побороть.
Более свободно чувствовал он себя в полемике с теми, кто осторожно оценивал
перспективы яровизации, и, прежде всего, с недавно раскритикованным Яковлевым
профессором Максимовым, которого теперь Лысенко не считал зазорным уверенно
поправлять, хотя аргументов для такой уверенности у него, конечно, не было:
"Профессор Максимов и его сотрудник тов. Разумов довольно легко объясняли
[противоречивые данные - B.C.] тем, что между вегетативным развитием и
репродуктивным развитием существует антагонизм. Такого антагонизма не существует".
Эта легкость в отвергании выводов авторитетов кажется особенно
безответственной, если обратить внимание на то, чем оперировал Лысенко в докладе на
конференции. Он сам сказал, что еще не располагает сведениями об итогах
яровизации, а может говорить только о предварительных данных:
"... было взято 1260 чистых линий главным образом твердых пшениц из
различных районов Советского Азербайджана. ВЕСОВОГО УЧЕТА УРОЖАЯ НЕ ПРОИЗВОДИЛОСЬ,
но ПО ВЕСУ ЗЕРНА и по весу 1000 зерен... видно, что зерно получилось
НЕСРАВНЕННО ЛУЧШЕ наших украинских пшениц" (выделено мной - B.C.).
Конечно, и неспециалисту ясно, что при учете лишь веса неизвестно с какой
площади собранной тысячи зерен сказать что-либо определенное о преимуществах
того или иного способа обработки семян нельзя, а по внешнему виду семян об
урожаях судить нельзя. Но это очевидное соображение никоим образом не
повлияло на решимость руководства поддержать Лысенко. Все центральные газеты
принялись восхвалять его. Газета "Правда" сообщала:
"27 октября, вслед за докладом акад. Вавилова о мировых ресурсах
засухоустойчивых сортов, выступили т. т. Таланов, Кулешов, Максимов, Константинов,
Лысенко, Дроздов и другие... С исключительным интересом конференция выслушала
доклад агронома Лысенко, рассказавшего об открытых им методах яровизации и о
перспективах, открывающихся в связи с этим в области сокращения
вегетационного периода растений. По предложению наркомзема тов. Яковлева. .. конференция
наметила комиссию.. ., тов. Яковлев особо подчеркнул значение работ агронома
Лысенко".
В те же дни газета "Известия" писала так:
"Тов. Яковлев подчеркнул, что совершенно особо должен быть поставлен вопрос
о работах тов. ЛЫСЕНКО. Сам тов. Лысенко еще недостаточно отдает себе отчет о
значении своей работы, а ее значение ОГРОМНО. . . Наша задача - . . .уже весной
1933 года применить метод тов. Лысенко в МАССОВОМ масштабе, в масштабе по
меньшей мере сотен тысяч гектаров. Только в этом случае дело будет поставлено
действительно по научному, действительно по-революционному".
Научные, приравнивавшиеся к революционным, заслуги Лысенко отмечал не один
Яковлев. Услышав выступление Лысенко, Молотов в кулуарах с похвалой отозвался
о нем. По рассказу академика ВАСХНИЛ Н.В. Турбина, также допущенного на
конференцию, мнение Молотова оказалось очень важным для Яковлева, который, узнав
об этом, воспылал еще большей любовью к Лысенко. В постановлении, принятом на
конференции, указывалось: "необходимо развернуть работу по установлению
способов предпосевного влияния и на другие растения. . .", то есть не только на
хлебные злаки.
Пытаясь понять корни легкомысленного отношения к пока еще не прошедшим
серьезной проверки рекомендациям, следует обратить внимание на два момента.
Первый - это взрыв интереса широких слоев общественности к всевозможным
залихватским проектам, взрыв, рожденный общим оптимизмом и верой, что недалеко
то время, когда и природа, и люди, и общество в целом будут перестроены,
корда "открытия инженера Гарина" из фантастических книг1 перекочуют в
повседневную реальность. Второй - это средоточие власти в руках людей без глубоких
знаний - революционеров-заговорщиков, не способных критически оценить
серьезные проблемы естествознания и техники.
Это хорошо показала Конференция по борьбе с засухой. Восторженный прием на
ней встретила не только яровизация. Инженер Авдеев (Авава) выступил с
проектом орошения заволжских засушливых степей. Он предложил перегородить Волгу в
районе Камышина плотиной длиной 4 километра и высотой 37 метров. После этого,
заявил он, воды Волги самотеком устремятся по степи в сторону Аральского моря
и оросят миллионы гектаров земель. Судьба Каспийского моря автора проекта не
волновала, вопросы водного режима и самой Волги и ее нового русла не
обсуждались , а лишь давалось обещание устранить засуху на огромных территориях и
разом накормить страну хлебом.
Другой инженер, Б. Кажинский, высказал идею иного рода - посылать в
приземные слои атмосферы стратостаты и самолеты с установками для ионизации
воздуха, чтобы вызывать искусственные дожди. И снова поражали не столько фантазия
автора, свободный полет его мыслей, сколько низкий уровень чисто инженерной
проработки проекта: подсчета влаги в атмосфере над зоной засушливых районов
представлено не было, возможности переноса воздушных масс различной влажности
и динамика этого переноса в годичные и более протяженные циклы, вертикальный
и горизонтальный массообмены воздуха не изучены, технические возможности того
времени не оценены, лабораторная проработки эффективности ионизации
отсутствовала .
Тем не менее, оба доклада были с энтузиазмом приняты. В газетах появились
большие статьи с описанием предлагаемых фантасмагорических проектов. У
читателей газет, а это была вся страна, могло действительно сложиться мнение, что
в деле борьбы с засухой уже открылись новые эффективные возможности, что,
благодаря такому мощному наступлению на бич земледелия, и яровизация, и
обводнение степей Заволжья, и искусственное вызывание дождей вот-вот дадут
реальный положительный результат. Сегодня, спустя более полувека, мы можем
видеть , что ни один из проектов не ушел из сферы иррационального, а борьба за
урожай и преодоление капризов погоды и по сей день остаются наисерьезнейшими
проблемами.
Но в глазах властей все сомнения ровным счетом ничего не стоили, масштаб
реального и иррационального их не волновал. Словесная шелуха обещаний и
откровенное манипулирование фактами в угоду политическим чаяниям весила в их
глазах больше, чем доводы ученых. Прозорливость же Лысенко заключалась как
раз в том, что он четко осознал запросы и меру требовательности властей,
выстроил свою фразеологию в полном соответствии с мифотворческими лозунгами дня
и твердил на публике о взятии вершин, высоту которых он не был способен
оценить , но которые хвастливо объявлял покоренными. Эти словесные победы
тиражировали органы советской печати, тотально контролируемые коммунистическими
властями, и Лысенко был возведен в ранг героев без единой победы. Итог всех
этих выступлений был неожиданным даже по тем временам. Лысенко еще никого не
накормил хлебом из яровизированной пшеницы, но сумел получить первую
правительственную награду: в 1931 году "за работы по яровизации" правительство
СССР награждает его орденом Трудового Красного знамени!.
Лысенко начинает
борьбу с генетикой
Постановление партии и правительства об изменении сроков выведения сортов,
споры селекционеров и наркома Яковлева подсказали Трофиму Денисовичу, что от
яровизации надо срочно уходить. В 1950-е годы В.П. Эфроимсон в своем
аналитическом обзоре деятельности Лысенко, направленном в ЦК КПСС, утверждал, что
яровизация не дала на практике ничего, кроме убытков. Да и собственное
приуменьшение первоначальных цифр о стопроцентном, сорокапроцентном,
тридцатипроцентном повышении урожаев от яровизации, которыми Лысенко оперировал в
1929-1930 годах, быстро было низведено им же до цифры в 1,1 центнера с
гектара (при среднем урожае на Украине, где яровизация якобы применялась в
наибольших масштабах, от 12 до 17 ц/га) . Даже и эту оценку оспаривали такие
знающие положение в сельском хозяйстве ученые, как академик П. Н.
Константинов . Всё, что можно было выжать из неудавшейся яровизации для себя лично,
было выжато, и Лысенко посчитал, что надо срочно привлекать интерес властей
новыми инициативами. Увидев, что в вопросе выведения сортов столкнулись две
разнонаправленные силы, Лысенко быстро решил ввязаться в этот спор на стороне
партийных сил. Раз нужны первоклассные сорта, выведенные за 5 лет, нужно
пообещать это сделать, причем принародно объявить, что он берется получить
сорта за срок, вдвое меньший!
Попав в Институт генетики и селекции, Лысенко оказался в среде одновременно
ему знакомой и новой. Он и ранее крутился среди селекционеров, даже сам
пытался создать сорт томатов, но из этой затеи ничего не вышло. А в то же время
он видел, какими нехитрыми на сторонний взгляд были действия селекционеров, с
утра до темна пропадавших на полях, что-то высматривающих, скрещивающих,
отбирающих, вглядывающихся с пристрастием к вроде бы одинаковым растениям и
ждущих, что вот-вот появятся чудесные комбинации и тогда... Тем, кто бывал в
этом кругу, так знакомо жгучее чувство ожидания, эта страстная надежда на
успех - на чудо-колос, на рекордную урожайность, на невиданные доселе свойства.
Не мог не видеть этого и Лысенко, и его пылкая натура не могла не трепетать
при мысли, что и ему ведь не заказано ждать такого чуда, ведь и ему может
улыбнуться удача - и тогда ЕГО сорт не только станет приносить людям пользу,
тогда ОН докажет ЭТИМ спорящим ученым, что правда на стороне смелых и ищущих.
Загоревшись мечтой, Лысенко снова проявил нетерпение. Уже в конце 1932 года
он объявил в институте, что берется вывести сорт за срок, вдвое меньший, чем
установлено постановлением ЦКК-РКИ. Но приветственных возгласов от
сотрудников института он не услышал. Институт был воспитан на иных - научных
традициях. В течение многих лет директор института академик Андрей Афанасьевич Сапе-
гин старался поставить селекцию на научную основу, поелику возможно устранить
фактор чуда из работы, вести селекцию планово, на твердых основах законов
генетики. Сапегин едва ли не первым в мире начал применять для получения новых
форм рентгеновскую установку. Он же перевел все скрещивания на базу так
называемых чистых линий - наследственно однородных растений, ряд лет до этого
размножавшихся близкородственно и потому освободившихся от свойств случайных,
исчезающих при дальнейшем размножении. Генная структура чистых линий
проявляла себя далее стабильно, и это устраняло многие проблемы.
Андрей Афанасьевич прекрасно разбирался и в других законах генетики - науки
молодой, бурно развивающейся, использующей математический аппарат,
требовавшей солидных знаний и непрестанного слежения за литературой, за фактами, о
которых еще лет 10-15 тому назад селекционеры даже не задумывались. И,
конечно, Сапегин не только сам знал генетику и считал ее главной опорой для
селекционера, но и от своих сотрудников требовал овладения ею, чтения научной
литературы - не только отечественной, но и зарубежной.
Вот этот незнакомый Лысенко подход, эта въедливость директора, его излишняя
настырность в желании заставить сотрудников тратить время не только на
полевую работу, не только на лабораторные упражнения (хотя и их, дескать, можно
было бы вести поменьше), но еще и на освоение теории и мировой литературы
оставались чуждыми для Лысенко, не раз служили причиной разногласий. Стена
отчуждения между директором и новым заведующим привилегированной лаборатории с
его командой пяровизаторовп поднималась всё выше.
Вдова Сапегина рассказывала, что последней каплей, переполнившей чашу
терпения обеих сторон, стал случай, произошедший осенью то ли 1930, то ли 1931
года. Сотрудники Лысенко убрали урожай со своих делянок, поля института
опустели , надо было готовить их к осенней пахоте. Неожиданно в одной из комнат,
где работал Лысенко со своими учениками, появился разгневанный директор и
потребовал от Лысенко немедленно пойти с ним в поле. Там еще валялись кое-где
остатки соломы, ботва, делянки были не распаханы, вбитые в землю колышки с
надписями вариантов опытов оставались на местах. Осматривая поля, Сапегин,
оказывается, наткнулся на неожиданную и неприятную деталь: на части делянок
кто-то бросил снопики необмолоченных растений. Дотошный Андрей Афанасьевич
все поля тщательно осмотрел и установил истину: выяснил, что это не было
делом раззявы или лентяя. Снопики валялись, не как попало. Во-первых,
необмолоченный материал остался только на поле лаборатории Лысенко, а, во-вторых,
"забывчивые" селекционеры осмотрительно следовали определенной системе:
материал остался несобранным только на контрольных делянках. Таким нехитрым путем
сотрудники Лысенко искусственно завышали результат своих опытов, "забывая"
учесть весь урожай с контрольных посевов.
Лысенко от показанного директором пришел в показную ярость (его
артистические наклонности отмечали многие из тех, кто встречал его в жизни) и
набросился на Долгушина и других своих сотрудников.
А вскоре Сапегина арестовали как вредителя. Согласно рассказу И.Е. Глущенко
на актив сельскохозяйственных работников Украины в столичный город Харьков
приехал союзный нарком Яковлев. В ходе актива он услышал от кого-то, что один
из выведенных Сапегиным сортов оказался плохим. Не проверяя правильности
сказанного, нарком обрушился с обвинениями на директора Одесского института. Под
утро последний оказался в тюрьме. Оставшиеся в живых лысенковские
приближенные в семидесятые и восьмидесятые годы при одном только упоминании имени Са-
пегина складно твердили одно и то же: это Яковлев виноват, это он грубо и
несправедливо напал на Сапегина за якобы низкую урожайность одного из его
сортов и обвинил его чуть ли не во вредительстве, а местные власти
переусердствовали, слишком буквально поняли гнев наркома (формальным основанием для
ареста огэпэушники выставили обвинение во вредительстве и в соучастии в Трудовой
Крестьянской Партии, организации, выдуманной самими чекистами). Однако слова,
как известно, - лишь слова. С чьей подачи Яковлев набросился на Сапегина,
остается загадкой. Отсидев положенный срок в тюрьме, он так и не смог вернуться
на директорское место в Одессу, и Вавилов пристроил его в своем институте
генетики в Москве.
У нас нет документальных доказательств, что именно Лысенко постарался
убрать с дороги надоевшего директора. Но о том, что он его не любил, и что
неприязнь с годами не остыла, говорить можно. Сохранилось свидетельство этой
неприязни, оставленное самим Лысенко. Я еще буду несколько раз цитировать
отрывки из статьи "Мой путь в науку", опубликованной 1 октября 1937 года в
"Правде", ибо каждая фраза в ней написана ярко, выпукло, это был настоящий
крик сердца человека, тонко чувствующего важность момента, отдающего отчет в
том, что и какими словами следует сказать, чтобы максимально потрафить
высшему руководству. Близилась развязка борьбы за кресло Президента ВАСХНИЛ. Надо
было спешить. В статье среди самовосхвалений и фраз с восхвалением системы,
породившей его, автор откровенно сказал о своем отношении к порядкам в
одесском институте, установленным первым директором. Всего два предложения
заключали зловещий по тем временам смысл:
"А институт, куда я перешел в 1930 году, работал по старинке, келейно,
вдали от широких масс. Более того, связь с людьми практики считали здесь
зазорной для научного работника".
После ареста Сапегина Лысенко, уже не стесняемый ничьим авторитетом, решил
вплотную заняться селекцией пшениц. Но, не зная генетики, основ опытного
дела, не обладая при этом многолетней практикой и врожденным чутьем, помогающим
хорошим селекционерам, он пошел самым примитивным путем: отверг принципы
генетики. На Украинской генетической конференции в Одессе в 1932 году, он
впервые (и пока довольно робко) выступил против законов генетики, якобы только
мешающих селекционеру, и объявил, что выставленные ЦКК и РКИ сроки выведения
сортов вполне реальны.
В то же время негативное отношение к законам наследственности нужно было
компенсировать какими-то собственными предложениями. А что мог предложить
взамен Лысенко? В полном согласии с объемом имевшихся у него знаний он
обратился к идее, давно изжитой наукой, но живучей в умах неспециалистов: идее
прямого влияния среды обитания на наследственные свойства организмов. Обычно
принято связывать эту идею с именем выдающегося французского биолога Жана
Батиста Ламарка (1744 - 1829), хотя надо сказать определенно: те положения,
которым всю последующую жизнь следовал Лысенко, были слишком примитивными,
чтобы называть их ламаркистскими.
"Скоростное"
выведение
сортов пшеницы
В конце 1932 года, а затем в январе 1933 года на собрании в Селекционно-
генетическом институте Лысенко берет торжественное обязательство:
" . . . в кратчайший срок, в два с половиной года, создать путем гибридизации
сорт яровой пшеницы для Одесского района, который превзошел бы по качеству и
количеству урожая лучший стандартный сорт этого района - саратовский "Лютес-
ценс 06"2.
За словами о сверхскоростном выведении сорта могло скрываться только чудо,
какая-то новая, не известная никому технология научного творчества,
покоящаяся на действительно новых, эпохальных открытиях. Рассказ о том, как собирался
совершить свое чудо Лысенко, помогает объяснить приемы, использованные для
воплощения в жизнь каждого такого "чуда". Нам будет нетрудно проследить
технологию "чуда" от его истоков до завершения, так как основной участник
работы, ближайший советчик Лысенко, Донат Александрович Долгушин, описал события
тех лет в длинном хвастливом очерке "История сорта", который не раз публично
одобрял и сам Трофим Денисович.
Чтобы понять идею Лысенко, нам не придется морщить лоб и вчитываться в
сложные многоступенчатые схемы скрещивания, строгие математические формулы,
примененные для расчета вероятностей появления нужных растений с заранее
предсказанными наследственными свойствами, или же разбираться в сути
хитроумных физико-химических анализов, кои бы выявили улучшенные индивидуумы,
ускользавшие раньше из рук селекционеров. Всё было просто и примитивно как
лапоть . Начиная рассказ об этой работе, Долгушин сообщал:
"Идея по замыслу чрезвычайно проста. Она же была и самой важной частью
работы" .
Оказывается, Лысенко решил, что вся хитрость в правильном выборе родителей,
чего-де раньше селекционеры вообще не понимали или понимали неверно. Будут
хорошими родители - тогда и потомство будет таким, какое нужно селекционеру.
Этот основополагающий принцип звучал так:
"... родителей необходимо подбирать по принципу наименьшего количества
отрицательных признаков, а не по наибольшему количеству положительных".
Так - и только так. Кто раньше этого не знал, тот вообще ничего не смыслит
в селекции. Исходя из этой нехитрой философии, выдаваемой за последнее слово
науки, Лысенко распорядился взять два сорта, каждый из которых, по его
мнению, нес всего по одному отрицательному свойству: местный одесский сорт
пшеницы "Гирка 0274" - устойчивый к пыльной и твердой головне и ржавчине, но
позднеспелый, выведенный Сапегиным, и чистую линию "Эритроспермум 534/1",
выведенную из местных пшениц в Азербайджане В. П. Громачевским. Эта линия
отличалась скороспелостью, но была малоурожайной. Лысенко намеревался получить
сорт скороспелый (как Эритроспермум) и устойчивый к болезням (как Гирка).
Похоже, ему не был известен старый анекдот, приписываемый Бернарду Шоу,
которого первая красавица мира признала за самого умного на свете мужчину и
предложила завести ребенка в расчете на его будущие невиданные достоинства.
"Помилуйте, мадам, - якобы возразил ей Шоу, - а если он умом получится в Вас, а
красотой в меня?!" Этот вполне вероятный исход почему-то не пришел в голову
украинским селекционерам. Они заявили вполне серьезно:
"... скрестив два таких сорта, мы обязаны получить сорт яровой пшеницы,
лишенный недостатков родителей".
Любой студент-биолог второго года обучения мог бы им разъяснить, что
вероятность совмещения желательных генов зависит от их положения в хромосомах,
что в ходе скрещивания могут появиться и нежелательные комбинации, почему
следует рассчитать заранее, сколько скрещиваний (и никак не меньше!) следует
предпринять, за каким количеством потомков надо следить и т. п. Но мучить
себя подсчетами Лысенко с учениками не стали:
"После нескольких дней [выделено мной - B.C.] жарких споров, обдумываний,
взвешивания противоречий, одним словом - вынашивания идеи, был намечен
строжайший план работ на два с половиной года вперед".
На то, на что у людей знающих уходили месяцы, а то и годы кропотливых
разработок, у лысенковцев ушло всего "несколько дней". Зато скороспелая теория,
пусть даже рожденная в "жарких спорах", и методы доказательства этой теории
были предельно просты:
"Новый подход к выведению сорта требовал доказательств, и единственным
доказательством могло быть только одно - создать таким путем новый сорт яровой
пшеницы, более скороспелый, более урожайный... Сорт надо было создать в
кратчайшее время, и Т.Д. Лысенко назначает минимальный срок - два с половиной
года".
Всё. На этом "теория" кончалась. Подобно ловким обманщикам из сказки
Андерсена, новоявленные ткачи могли приступать к изготовлению волшебного платья
короля.
"3-хю декабря 1932 года, в теплице, в обычных глиняных вазонах [все великое
должно быть по форме простым - B.C.] был произведен посев родительских
форм... С 26-го января по 4-е февраля 1933 г. произведено скрещивание".
Однако первый блин, как водится, вышел комом:
"Результаты скрещивания оказались довольно плачевными. От скрещивания
"534/1" х "0274" было собрано только 30 зерен".
Число это ничтожно мало, ибо 50 родительских растений должны были дать
несколько тысяч семян. Грамотных биологов такой провал наверняка бы насторожил
- либо была ошибка в методике скрещиваний, либо, еще хуже, взятые сорта
оказались генетически несовместимыми, либо вкралась какая-то иная ошибка. Но на
команду Лысенко эта первая неудача не произвела ровным счетом никакого
впечатления. Они уже понимали, что их занятия противоречат азам науки, в
особенности генетики, и ни повторять опыт, ни заново начинать работу, учиться
скрещиваниям и другим премудростям они не собирались. Законы науки пора было
отвергнуть . И не случайно тяготеющий к красивостям стиля Донат Долгушин писал
по этому поводу:
"Современная моргановская генетика, призванная быть теорией селекции, ни в
коей мере не оправдала себя... И вот, когда в замкнутые двери настойчиво
стали стучаться революционные идеи о новом подходе к селекции, встревоженная
резким шумом, углубленная в теорию "наука" собралась с силами, чтобы
обрушиться на акад. Т.Д. Лысенко [тогда еще, впрочем, не академика - B.C.] -
нарушителя ее восторженного покоя... В селекционно-генетическом институте в
Одессе, среди шума этой ожесточенной борьбы, под непосредственным
руководством Т.Д. Лысенко небольшой сплоченный коллектив работников, воодушевленных
одной идеей и непоколебимой верой в победу, преодолевая препятствия и
осторожно обходя наиболее трудные места, уверенно и настойчиво шел к намеченной
цели: за два с половиной года должен быть создан сорт".
Объясняя свою решимость порвать с генетикой, Лысенко годом позже, 16 января
1934 года, сказал:
"Я за генетику и селекцию, я за теорию, но за такую теорию, которая, по
выражению товарища Сталина, "должна давать практическую силу ориентировки,
ясность перспектив, уверенность в работе, веру в победу"... Вот почему я был
против, а в настоящее время еще в большей мере против той генетики, которая
безжизненна, которая не указывает практической селекции ясной и определенной
дороги".
Словом, "уверенно и настойчиво идя к намеченной цели", лысенкоистам надо
было идти, поспешая: у них ведь был "намечен строжайший план работ - за два с
половиной года должен быть создан сорт". Поэтому - ничтоже сумняшеся 30
"драгоценных" семян высеяли снова, опять в теплице, 17 апреля 1933 года.
Результат опять оказался плачевным - колосья образовались менее чем на
половине растений, но 10 июля всё, что удалось собрать, высеяли снова. Заодно
семена перемешали, нарушив важное правило селекции, особенно существенное для
работы с частично стерильными растениями: посемейный отбор.
Беды на этом прекратиться не могли: "от плохого семени не жди доброго пле-
мени", и теперь летописец Долгушин зафиксировал новую неудачу: на этот раз -
"всходы долго не появлялись... некоторая часть семян так и не взошла".
Раз неудачи повторялись из поколения в поколение, весь этот материал
следовало забраковать и начать эксперимент сначала. Любой селекционер и просто
грамотный биолог сделал бы это непременно и не стал бы далее терять время
попусту. Но лысенкоисты не хотели отступать от намеченных планов, хотя у
Долгушина вырывается невольное признание:
"По правде сказать, опасность неполучения всходов не была оценена, как
нужно, и в последующем нам пришлось раскаиваться в этом".
Ни здесь, ни дальше он так и не раскрыл, в чем же им пришлось раскаиваться,
и какие меры после раскаяния были приняты. О всех неудачах автор очерка
предпочитал говорить вскользь, туманными намеками, лишь сухо фиксируя их. На этом
этапе, видимо, для собственного успокоения нарушили еще одно важнейшее
правило - исключили из последующей работы контрольные посевы родительских форм,
так что сравнить гибриды с родителями стало невозможно. Сколько семян было
собрано Долгушин не сообщал, поведав лишь, что с восьмого по двадцатое
декабря - с той же поспешностью - высеяли около 3 тысяч семян третьего поколения
опять в теплице.
"От недостатка ли тепла или света, - писал Долгушин, - или же неподходящей
влажности воздуха (при паровом отоплении обычно воздух слишком сух), растения
заметно страдали, были слабыми и вытянутыми...".
Но, оказывается:
"... плачевный их вид нас особенно не смущал. . . Мы заинтересованы были в
наивозможно быстрой выгонке растений, чтобы до весеннего посева в поле
вырастить еще одно поколение гибридов... мы особенно боялись, как бы они не
оказались стерильными... Причины стерильности пыльцы нам не были известны.
Предполагали только, что дело может быть в недохватке тепла или в недостаточной
влажности воздуха, в ином качестве света и т. д.".
Причина их неудач была понятна - и повторявшаяся от поколения к поколению
стерильность пыльцы, и низкая завязываемость семян, и плохая всхожесть, и
низкий процент колосящихся растений указывали на генетические нарушения,
обусловленные незнанием правил гибридизации. Надо было усвоить азы генетики, а
не чураться её, как это постоянно делал Лысенко. Только не пониманием задач и
методов генетики можно объяснить его слова, высказанные в 1935 году по поводу
пользы генетических знаний:
"В самом деле, чем занимаются генетики и цитологи (если генетику и
цитологию взять вместе)? Они считают хромосомы, разными воздействиями изменяют
хромосомы, ломают их на куски, переносят кусок хромосомы с одного конца на
другой , прикрепляют кусок одной хромосомы к другой и т. д. Нужна ли эта работа
для решения основных практических задач сельского хозяйства? Нужна также, как
работа дровосека для токарной мастерской".
Ругательства ругательствами, но сейчас совет именно генетика мог бы спасти
их от позора. Тем не менее, ни Лысенко, ни его друзья никого слушать не
желали. Они упрямо шли вперед, снова выращивали из полустерильных семян новые
поколения, но чуда не возникало. В четвертом поколении после того, как было
получено уже несколько тысяч семян, лысенковцы вынуждены были снова вернуться к
двадцати отобранным на глаз семенам. Видимо что-то остановило их от
использования всех семян. Но и из этих двадцати снова выросли заморыши, и можно было
не продолжать описывать страдания горе-селекционеров, ясно, что ничего
путного у них получиться не могло. Это их, однако, не страшило, а даже как бы
придавало куражу. Гордыня обуяла душу новоявленных "колумбов", и Долгушин писал:
"Как жаль, что так мало людей видело в нашей теплице эти двадцать захудалых
растений, которые приковывали к себе все наши мысли, все желания и надежды.
Вот когда бы могли искренне посмеяться некоторые наши генетики, рекомендую-
щие, исходя из своих позиций, скрещивать друг с другом чуть ли не все, что
собрано на земном шаре, и потом искать со свечкой на гектарах гибридных полей
неизвестные "подходящие" формы растений. Мы знали наперед, что среди двадцати
отобранных нами растений должны быть обязательно несколько форм, вполне
удовлетворяющих нашим требованиям, так как большинство из них, не считая возможно
"ложно" скороспелых форм, лишены единственных недостатков обоих родителей -
"длинных" стадий яровизации и световой... Это и было нашей путеводной нитью,
дававшей нам уверенность в победе".
Оставляя на совести Долгушина неприличный тон в отношении генетиков, ссылки
на свечки и "подходящие", но неизвестные ученым формы, нельзя не подивиться
самоуверенности и забористости стиля "триумфаторов" колхозно-совхозной науки.
Всё им было заранее известно, всё понятно, успех гарантировало не что иное,
как первоначальная "идея Лысенко" (правда, за вычетом "возможно ложных"
скороспелых форм) . А, кстати, что это за штука - "ложно" скороспелые формы? И
сколько их было? Объяснений Долгушин так и не дал. Обращает на себя внимание
и другая показательная деталь - как в угоду своим целям они трансформировали
причины и следствия их работы, как жонглировали - в зависимости от
обстоятельств - понятиями "теория" и её "доказательство". Помните, как Долгушин
коряво, но образно писал о "новом подходе": "...единственным доказательством
могло быть только одно - создать... новый сорт". Теперь все было перевернуто
еще раз.
"Что же, в конце концов, давало уверенность в правильности всего хода
работ?" - задает он вопрос, и мы ждем слов о подтверждении теории практикой (то
есть сортом), как говорилось раньше. Но ничуть нет! То "единственное
доказательство", которое "могло быть только одно", теперь стало совсем другим:
"... давала уверенность в правильности всего хода работ изложенная в начале
этой статьи теория подбора родительских пар".
Неотразимая логика!
Однако проследим дальше за их работой. Сколько выросло растений из двадцати
семян четвертого поколения, не сообщалось, но говорилось, что были отобраны
семена всего лишь от четырех семей растений (уж не потому ли, что только
четыре растения дали семена?), которые и решили дальше размножать.
А сроки поджимали. До обусловленной самим Лысенко даты оставалось всего 8
месяцев, и они падали на осень и зиму 1934 года. О конкурсном и
производственном испытаниях (даже если бы и было что испытывать) нечего было и думать.
К весне нужно было иметь по несколько центнеров семян, изученных, как
минимум, в трех поколениях в государственном сортоиспытании. Ни времени на
испытания , ни нужного количества семян не было. Все, что они имели, - жалкая
горсть семян от каждой, так называемой семьи. (Характерный штрих: сколько на
самом деле семян было в их распоряжении, Долгушин не сообщал).
Казалось бы, крах, закономерный и неумолимый крах, возмездие за шапкозаки-
дательские устремления и безграмотность - вот что ждало новоявленных
кандидатов в герои. Превратить горсть семян в несколько центнеров первоклассного
зерна, проверенного в трехлетнем сортоиспытании, - такое могло случиться
только в сказках. Лысенковской мыши предстояло родить гору...
И вот тогда Лысенко показал, что он и впрямь рожден, чтоб сказку сделать
былью. Большевистские уроки он усвоил в полном объеме. Он пошел на
элементарную подтасовку: каждой кучке семян был присвоен номер, для пущей солидности -
четырехзначный, чтобы все думали, что и в самом деле из тысяч линий отобраны
самые лучшие - 1055, 1160, 1163, 1165. Номера назвали гибридами и высеяли 19
июля, но опять не в поле, хотя было лето, а в "40 ящиков по 48 зерен в
каждом" . Но что это были за гибриды! Долгушин описывал их:
"Через несколько дней стали появляться всходы, но очень недружные...
Некоторые из них даже про прошествии 10 дней не дали ни одного всхода. Наш гибрид
" 1160" вел себя в этом отношении несколько лучше - на 10-й день он дал,
примерно, 50% всходов. Остальные дали только единичные всходы, причем
характерно , что они чрезвычайно медленно и ненормально развивались. Замечено было
также, что потомство отдельных растений одной и той же семьи ведет себя по-
разному . Одни всходили дружно, другие сильно задерживались, а были и такие,
что совсем не дали всходов. К 1-му августа из отлучки вернулся Т.Д. Лысенко.
Решено было, во что бы то ни стало снизить температуру. Первая мысль -
отправить ящики, хотя бы основных наших гибридов в Одесский холодильник. Вторая, и
на ней остановились... к вечеру того же дня подвезли 80 кг льда. Работницы
спешно укладывали в ящики куски льда, покрывали их сверху бумагой и соломой"
(выделено мной - B.C.).
Героические усилия не принесли вознаграждения - всходов стало чуть больше,
но ни о какой их равномерности говорить не приходилось. Можно повторить еще
раз: ни один селекционер в мире с таким материалом работать бы не стал. Лы-
сенковцев же это обстоятельство не смутило. В начале октября 40 ящиков
перетащили в теплицу, собрали все семена без разбору, перемешали их, а уже 25
ноября высеяли снова, "чтобы получить примерно по килограмму семян каждого из
четырех гибридов для сеялочного посева сортоиспытания весной 1935 года".
Насчет сортоиспытания было сказано лихо, но в расчете на профанов.
Полученный материал не был даже в нужных количествах размножен, поэтому данную фразу
следовало отнести к разряду несерьезных. В одну из январских ночей южный
одесский климат преподнес сюрприз: температура внезапно опустилась до минус
26 градусов по Цельсию, теплицы начали промерзать. Долгушин расписывает, как
боролись они с холодом, как стали устанавливать дополнительные железные
печки-буржуйки, выводить трубы наружу, при этом применяя на практике привычное
большевистское мародерство.
"В эту ночь пострадали две дождевые трубы на здании лаборатории: их сорвали
для спасения растений, "ограбили" чью-то жилую квартиру и в теплицу притащили
еще одну печь-колонку. Наспех установили ее. Не хватало дров, "незаконно"
добывали доски, бревна, тут же в теплице превращая их в дрова. . . В сизом дыму,
в бликах раскаленных докрасна печей мелькали силуэты людей, бросавшихся от
одной печки к другой, поддерживая огонь, тягу, предотвращая аварии,
восстанавливая разрушенное. К утру, несмотря на все усилия, температура в
нескольких местах упала до -3°С. В этих местах почва ящиков промерзла".
Остановимся на секунду на этом месте и задумаемся над вопросом, который
Лысенко и его единомышленники должны были себе задать: зачем был нужен этот
героизм? Не был ли он изначально никчемным? Что за великую цель преследовали
эти люди? Кого и что они спасали? Ведь наверняка и им самим было уже
кристально ясно, что никакого сорта - ни плохого, ни хорошего - к сроку не
получить . К тому же к прежним бедам добавилась новая.
"В период налива зерна стали обнаруживаться растения, пораженные твердой
головней", - отмечает Долгушин. Шутка Бернарда Шоу сбылась: сохранить
положительное свойство Гирки - устойчивость к головне - не удалось.
К весне было собрано всего полкилограмма семян "гибрида 1163", чуть больше
- "гибрида 1055", семян остальных двух "гибридов" получили по полтора
килограмма. Эти крохи высеяли весной 1935 года в поле, и якобы их посевы
демонстрировали участникам июньской выездной сессии ВАСХНИЛ. Но их ли? Ведь из
описания самого Долгушина следовало, что хвастать было нечем.
При полевом посеве старые беды выявились с новой силой, а наивное
объяснение пороков растений за счет "недохватки" тепла или влаги в теплицах не
выдержало проверки практикой:
"Всходы показали большую изреженность и неравномерность...".
Сомнений не оставалось - шестое поколение подряд страдало неравномерностью
всходов, плохой завязываемостью семян, что могло быть только следствием гене-
тических дефектов. Торжественное обещание вывести за два с половиной года
раннеспелый сорт пшеницы, унаследовавший от родителей одни положительные
свойства, не оправдалось. "Теорию" эксперимент не подтвердил. К тому же и с
практикой успех не вытанцовывался. Да и сортоиспытания провести не удалось.
Вот тогда-то Лысенко и проявил себя в блеске. Как учили лидеры нового
общества, планы и обязательства, взятые на себя торжественно, должны выполняться
беспрекословно, во что бы то ни стало. Любой ценой. И Лысенко не стал
мучиться сомнениями. 25 июля 1935 года из Одессы в Москву отбили огромную
телеграмму с победным рапортом, начинавшуюся словами:
"ЦК ВКП(б), зав. сельхозотделом тов. Я.А. Яковлеву
Наркому земледелия СССР тов. М.А. Чернову
Зам. наркома земледелия СССР - Президенту Всесоюзной Академии с.х. наук им.
Ленина тов . А. И. Муралову
При вашей поддержке наше обещание вывести в два с половиной года, путем
скрещивания, сорт яровой пшеницы для района Одесщины, более ранний и более
урожайный, нежели районный сорт "Лютесценс 06м2 - выполнено. Новых сортов
получено четыре.
Лучшими сортами считаем безостые "1163" и "1055". Меньшее превышение урожая
сорта "1163" в сравнении с остальными новыми сортами объясняем сильной
изреженностью посевов этого сорта из-за недостаточного количества семян весной.
Семян каждого нового сорта уже имеем от 50 до 80 кг. Два сорта - "1163" и
"1055" - высеяны вторично в поле для размножения".
Это было лишь начало длинной телеграммы. Лысенко всеми силами стремился
создать впечатление, что его четыре "гибрида" - и на самом деле сорта, а не
разваливающиеся от генного дисбаланса уродцы. Дальше шло предложение, в
котором рассказывалось о якобы проведенных сортоиспытаниях. Так и говорилось:
"Данные сортоиспытания (трехкратная повторность)". Сообщались цифры прибавок
урожая над стандартом - сортом Лютесценс 062. Цифры давались абсолютные - в
центнерах с гектара (12 и 14 ц/га, соответственно, для сортов 1163 и 1055) и
относительные - в процентах по отношению к стандарту. Не сильно напрягаясь,
можно было сообразить, что все эти цифры - липовые, ибо в той же телеграмме
говорилось о наличии всего 50 и 80 килограммов семян, то есть ни о каких
гектарах и собранных с них 12 и 14 центнерах и заикаться было нечего. Да и
трехкратные повторности не были повторностями посевов одного поколения за другим
(как того требовали правила сортоиспытания), а тремя делянками посевов в один
год, с которых собрали однократно весь урожай и вывели среднее значение.
Поскольку разброса данных по повторностям не сообщалось (да и был ли на самом
деле этот повтор делянок?), то никакого смысла в словах "трехкратная
повторность", кроме желания обмануть, выдать словесную фикцию за повтор, не
существовало !
Лысенко и его помощники не переставали восхвалять достоинства своих
"сортов" и позже, сообщая каждый раз всё более фантастические цифры. Тем не
менее, тщетность всех надежд была скоро выявлена. Три "сорта" сами лысенковцы
были вынуждены отбросить как непригодные, а тот, на который Лысенко особенно
уповал, "1163", и который в приказном порядке срочно размножали, буквально
через год был раскритикован специалистами. Но, взявшись за выполнение
программы, нереальной с точки зрения науки, Лысенко выигрывал в другом: прочно
завоевывал доверие высшего руководства.
Однако самое большое место в телеграмме (по количеству слов и смысловой
нагрузке) занимал рассказ - почти на страницу текста - о разработанной новой
фундаментальной теории селекции и семеноводства, о которой еще никому в науке
не было ничего известно. Говорилось об этом таким тоном, чтобы всем стало
понятно : выведение четырех первоклассных сортов в рекордные сроки - не более
чем приятный пустяк, а вот новая теория - событие эпохальное. Уж она-то даст
стране огромную прибыль и спасет Россию от недорода.
Сообразно с хорошо продуманной тактикой Лысенко и вставил в телеграмму об
успехах с сортами сведения о новой теории. Он добивался этим главного -
рапортовал, радовал, веселил сердца и вселял уверенность. "Не прекращается ни
на миг научный поиск" - этот газетный штамп мог быть приложен к данному
случаю в полной мере:
"Наши теоретические предпосылки (практически еще не проверенные), -
сообщалось в телеграмме, - дают нам основание надеяться на громадную практическую
эффективность обновления семян сортов самоопылителей. Эту новую работу
считаем наиболее ударной в тематике института и строим ее с таким расчетом, чтобы
в случае оправдания этого мероприятия в наших опытах в 1936 г., уже в 1937 г.
иметь в совхозах и колхозах элитные семена основных районных сортов, а в 1939
г. основные хозяйственные площади засеять обновленными семенами.
Надеемся и в дальнейшем на ваше руководство и большую поддержку наших новых
начинаний.
Научный руководитель селекционно-генетического института
акад. Т.Д. Лысенко
Директор Института Ф.С. Степаненко
Секретарь комитета ВКП(б) Ф.Г. Кириченко
Председатель рабочкома Лебедь
25 июля 1935 г.".
Совмещение в одной телеграмме сведений о двух новинках могло бы кому-то
показаться проигрышем. Дескать, почему сначала не выдоить всё, что может
принести первая новинка, а затем уже выступать со второй. Но Лысенко еще раз
показал этим, что он - выдающийся политикан, гений фальсификации. Он хорошо
знал, что никаких сортов нет, поэтому неродившуюся новинку (новые сорта) он
замещал другой новинкой (теорией обновления сортов). Жонглирование
предложениями рождало в глазах начальства уверенность в неисчерпаемости научного
поиска Лысенко, в его огромной творческой мощи.
Этот феномен жонглирования новинками сопровождал его всю жизнь. И каждый
раз, строго следуя выработанной и проверенной годами тактике, он сначала
трубил о грядущем успехе, а затем, выдавая на-гора другую новинку, принимался
обвинять в провале предыдущей своих научных противников, вредителей или
нерадивых колхозников, указывая, что все эти люди - враги социалистического
строя.
Наверняка, в день получения телеграммы и в ЦК партии и в Наркомземе царил
душевный подъем: мудрые предначертания встретили должный отклик у тружеников
и завершились грандиозными трудовыми успехами. Должны были порадоваться и в
Академии сельхознаук: все-таки академический институт выполнил
соцобязательства. Стоит ли говорить о том, как подобные успехи Лысенко поднимали его в
глазах руководства над всеми маловерами.
Летние посадки
картофеля
Сопоставление дат обнародования всех последовавших за яровизацией
"открытий" Лысенко показывает, что идеи, положенные в основу их, были
сформулированы в течение примерно года - начиная с конца 1932 года. Научный багаж Лысенко
за это время не мог существенно возрасти - времени на учебу не было. Но он
быстро столкнулся с непреложным правилом: каждый раз, стоило ему выдвинуть
очередную новинку, как генетические законы оказывались препятствием. В то же
время, войдя в обойму новаторов, признанных партийным руководством,
поддерживаемых прессой, он должен был всё время сохранять этот имидж, и поэтому
должен был сделать выбор между двумя взаимоисключающими возможностями - удовле-
творять требованиям генетики (и из-за этого потерять ядро своих предложений)
или же преуспеть в делании карьеры, но отвергнуть генетику как таковую.
Конечно , рассмотреть обе возможности серьезно он не мог по простой причине: для
этого надо было знать, как минимум, основы генетики. Поэтому на путь отверга-
ния генетики он вступил неосознанно. Тем не менее, он всё более определенно и
решительно стал утверждать тезис о недоказанности законов генетики и
вредоносности этой науки для дела социалистического переустройства деревни. Вера в
то, что новая колхозная и совхозная практика непременно подтвердит правоту
его идей и автоматически докажет нежизненность (любимое его словечко)
генетических теорий, сформулированных буржуазными (а значит, идеалистически
мыслящими) учеными стали лейтмотивом всех выступлений. Ведь генетики не могли
предвидеть, что наступит такой золотой век, когда на необозримых просторах
возникнут новые общественные структуры - колхозы и совхозы - и тогда сама
собой отпадет нужда в "законах" генетики, может и справедливых когда-то,
доказывавшихся на клочках земли, но предназначенных для иного - буржуазного
общества.
Лысенко был талантливым учеником системы: его своеобычный стереотип
сложился быстро. И с уже сформировавшимися приемами и подходами он принимается за
разрешение еще одной практической задачи - увеличения урожайности картофеля,
высеваемого на юге Украины. И снова ход его мыслей шел от неприятия законов
генетики и от следования нехитрой схеме, построенной на базе представлений о
том, что внешняя среда способна лепить наследственность запросто, меняя формы
и свойства растений.
Он придумал примитивное объяснение низких урожаев картофеля на колхозных
полях на юге: допустил (без единого опыта), что оно обусловлено теплым
климатом. Дескать, стоит клубням побыть пару месяцев в теплой земле, как
картофельная "порода" (так, по-крестьянски, именовал он наследственность)
испортится. Картофель начнет хуже "родить". Высади его еще раз на юге - он еще раз
подвергнется порче. На третий раз "порода" будет испорчена вконец, и ничего
хорошего от такого выродившегося картофеля не жди.
Но раз породу легко испортить, то так же легко ее улучшить, посчитал
Лысенко, надо только посадить клубни не в теплую, а в прохладную землю. Скажем,
ближе к осени. Тогда за один-два сезона наследственность улучшится - вот и
решение проблемы повышения урожаев картофеля, так нужного советской стране.
Было во всем этом что-то от суеверий, от древней простонародной веры в
наговоры и сглаз. Не было ничего, конечно, от науки. Надуманные схемы приобрели в
сознании необразованного человека самодовлеющую власть.
Следует сразу же сказать, что сам метод посадок картофеля летом никак
нельзя было назвать новинкой. Принцип этот использовали задолго до Лысенко
земледельцы Средиземноморья, океанских побережий США. и других территорий с влажной
теплой осенью, чтобы избежать засухи в критический момент жизни картофельных
растений - момент созревания, налива клубней. Но, смещая сроки посадки
картофеля, никто не связывал это с изменением наследственности и, значит,
ухудшением или улучшением "породы", ПОРОДНЫХ качеств, никто не предотвращал
ВЫРОЖДЕНИЕ .
6 июля 1933 года по его распоряжению ассистент Е.П. Мельник засаживает в
Одессе четверть гектара клубнями сорта "Элла". Посадка идет в сухую почву.
Спасает то, что, по словам Лысенко:
"... лето было в этом году дождливое. Поэтому удалось получить всходы
картофеля на участке, где уже был выращен один урожай, чего в обычные годы на
неполивных участках нельзя получить в условиях юга".
Однако везение есть везение и раз на раз не приходится: в следующие годы
летних дождей было мало, и "опыты" дали отрицательный результат. Уже в 1934
году "оздоровление" не получилось, и Лысенко, сравнивая обычные и летние по-
садки, был вынужден констатировать:
"... разницу между этими посадками трудно подметить, ничего особенного в
поведении растений из клубней от урожая летней посадки в глаза не
бросалось ... Можно было думать, что поведение растений в указанном опыте весенней
посадки 1934 года... как бы не подтвердило нашего вышеупомянутого
предположения о том, что летние посадки должны прекратить ухудшение посадочного
материала картофеля при его репродукции на югеп.
Обратите внимание на его замечательное - "как бы не подтвердило". Провал
этот, дает понять Лысенко, как бы не имел места.
Очевидная неудача не повлияла на решимость Лысенко рекомендовать колхозам
летние посадки. Он уже убедился в том, что анкетный метод подтвердит
"действенность" любого его предложения, а вера в то, что его предложения правильны,
была у него железобетонной. Поэтому летом 1934 года близлежащим колхозам
дается команда посеять по одному-два гектара посадочным материалом,
передаваемым лысенковцами из Одессы.
Лысенко уверял, что летние посадки завершились прекрасными результатами, и
что поздней осенью из колхозов поступили анкеты с записями о якобы
замечательных урожаях. Особенно впечатляющим, по его словам, был вес индивидуальных
клубней, собранных после летней посадки. Правда, и здесь не обошлось без
курьезов. Лысенко называл вес выращенных тогда клубней равным то 400-500
граммам, то 300-500 граммам, то даже килограмму. А иногда он сообщал о якобы
часто встречавшихся полуторакилограммовых и даже двухкилограммовых клубнях.
Впервые на публике Лысенко заговорил о картофеле в конце 1933 года, а уже в
1934 году объявил новую "теорию вырождения картофеля на юге" доказанной,
зачислив ее в разряд "крупнейших достижений новой биологии", и заверил
партийных лидеров, что благодаря этому очередному вкладу в науку производство
картофеля на юге будет быстро увеличено. Его оптимизм был вполне в духе времени:
"Каждому трудящемуся более чем ясна прелесть нашей советской
действительности, нашего советского строя. В самом деле, разве есть в мире для человека
более душевное наслаждение, чем чувствовать и осознавать, что и ты вложил
свою агрономическую мысль, свой труд в общее дело расцвета социалистического
сельского хозяйства".
Столь же демагогическим был подход к решению новой задачи - отказаться от
научных методов и заменить их своими:
"По старым представлениям мы должны были начать свои исследования с
нахождения пути химического или биохимического анализа отличий одних клубней от
других. Но такой подход к решению многих вопросов в агронауке, в том числе и
вопроса борьбы с вырождением посадочного материала, - не наш путь и не с
этого нужно начинать".
Параллельно он отверг вывод ученых о роли вирусов картофеля в порче
клубней, приписав порчу только плохому действию внешних условий, а заодно решил
отрицать необходимость изучения распространения вирусов в стеблях, листьях и
клубнях:
"Ухудшение природы картофеля при культуре его в жарких условиях не
связывалось с изменением породы в зависимости от условий жизни, а было зачислено в
болезни".
"Но так как возбудителей, то есть заразного начала, нельзя было обнаружить,
то эту болезнь причислили к болезням, вызываемым фильтрующимися вирусами".
Дальше события развивались по уже апробированной схеме: Лысенко организует
газетную шумиху и протаскивает через Наркомзем УССР и СССР нужные ему
постановления об обязательности летних посадок. В украинской газете "Коммунист" 21
марта 1935 года он помещает статью "За власну степову картоплю", а затем
разражается вереницей статей в центральных газетах. 25 июня и 27 октября 1935
года он публикует статьи в "Правде", 15 июля и 15 сентября - в "Известиях",
26 марта, 28 апреля, 8 июля, 30 июля, 9 октября и 7 ноября - в
"Социалистическом земледелии". "Возрождение сорта", "Обновление земли", "Картофель на
юге", "Картофель на юге и теория стадийности", "Л±тня посадка картоплл." -
повторяющиеся названия статей создают впечатление действительно новой победы
Лысенко. Параллельно те же статьи с минимальными изменениями он помещает в
журналах "Колхозное опытничество", "Колхозный бригадир" и др.
На сессии ВАСХНИЛ в том же 1935 году он выступил с откровенной саморекламой
и заявил, что благодаря летним посадкам "на 1937 год весь юг будет обеспечен
на 200% посевным картофелем". Спрашивается, а зачем нужны эти 200%, хватит и
ста. Но залихватский тон рождал такие же залихватские цифры. Лысенко уже не
мог остановиться, его заносит, и появляются эти хлестаковские "тридцать тысяч
курьеров" . Точно так же он заявляет в 1935 году в одной статье о проверке
летних посевов в 25 колхозах на 300 гектарах, а в другой статье эта же цифра
площадей у него возрастает в 20 раз.
В это время он начинает проигрывать еще один мотив, становившийся у него
популярным. Он дает объяснение, почему его новинки никогда не появлялись на
презренном Западе и никогда там не подхватывались практичными капиталистами.
Он пишет:
"... признать изменение природы картофеля при культуре его на юге - это
значит признать изменение наследственности организмов от условий жизни.
Буржуазной же науке о наследуемости такую зависимость не выгодно было
признавать . Не признает она ее и до сих пор".
Как можно было законы экспериментальных наук объявлять буржуазными? Разве
закон тяготения на одной шестой части суши действует иначе? Разве
электрический ток при пересечении границы страны Советов перестает подчиняться закону
Ома, а законы Менделя при этом меняют свой смысл и значение? Абсурдность
таких утверждений ясна любому нормальному человеку. И уж совсем нелепо
утверждать, что "буржуазной науке НЕВЫГОДНО ПРИЗНАВАТЬ" какие угодно реально
существующие факты и законы. Логичнее было бы считать, что уж если кому и выгодно
"выжимать" максимальную пользу из научных исследований, то, говоря словами
пропагандистов, прежде всего буржуям. Ведь для них, чем больше прибыль, тем
лучше. И, если борясь с вирусами, можно увеличить сборы картофеля, то они
будут бороться с ними, как только можно. А если узнают, что не в вирусах дело,
а в особом картофельном вырождении, то, будьте уверены, они и за "вырождение"
примутся. Им, буржуям, лишь бы с выгодой остаться.
Лысенко был не единственным человеком, смело перебрасывавшим мостик от
обвинений западной общественной мысли в буржуазном перерождении к перерождению
естественных наук. Он уже хорошо понимал, что безапелляционные обвинения в
буржуазности на самом деле адресованы точно, что там, где надо - в кабинетах
коммунистических вождей и высших чекистских начальников - его слова услышат,
поймут однозначно, и в своих ожиданиях он не обманывался. Поэтому он все
более уверенно декларировал тезисы о классово-обусловленных корнях заблуждений
не только генетиков, но и вирусологов, физиологов растений и других ученых.
Трудно понять, почему эта идея Лысенко была оценена Вавиловым положительно.
Возможно, он по инерции продолжал некритически относиться ко всему, что
исходило от новатора. Однако поддержка Вавилова уже не была нужна Лысенко, он
теперь искал опору в коридорах властей и укрепился настолько, что даже если бы
люди ранга Вавилова стали его критиковать, он мог парировать любую критику
апелляцией к верхам.
Требование Лысенко
"отменить" закон
чистых линий
В. Иоганнсена и
заменить его свободным
переопылением сортов
В 1898-1903 годах датский биолог Вильгельм Иоганнсен в серии изящных опытов
установил, что различия в признаках потомков одних и тех же родителей
возникают из-за их гибридной природы, и что после ряда самоопылений потомков по
нисходящей линии дальнейшего расщепления по признакам не происходит -
образуется константная чистая линия. Иными словами, если исключить перекрестное
опыление растений, а поколение за поколением опылять цветки родственной
пыльцой, то постепенно получатся организмы со сходными признаками - так
называемые чистые линии.
Закон чистых линий Иоганнсена был положен во всем мире в основу
семеноводства и селекции, а, кроме того, позволял работать с нерасщепляющимся
(стабильным) материалом при выведении новых сортов, и отвергал наивные надежды
тех, кто верил в наследование благоприобретенных признаков.
Положения закона Иоганнсена никак не устраивали Лысенко. Они сковывали его
инициативу. А раз так, то он смело и решительно заявил, что Иоганнсен
ошибался, чистых линий в принципе быть не может. "Чистая линия быстро изменяется,
быстрее, чем представляла себе наука", - объявил он, не поставив ни одного
эксперимента. Из этого тезиса вытекало, что использовать чистые линии не
только не нужно, а даже вредно (дескать, силы потратишь, время потеряешь, а
всё равно чистого материала в природе быть не может), и потому он предложил
заменить прием получения чистых линий диаметрально противоположным по смыслу
приемом - свободным переопылением растений летающей в воздухе пыльцой. Для
перекрестноопыляющихся растений (ржи, свеклы и других) новатор предложил
другой радикальный способ - воспитание (именно так: воспитание)
расчеренкованных частей растения в различающихся условиях внешней среды с. . .
последующим переопылением.
Свою новинку Лысенко уверенно объявил последним словом науки и твердо
обещал, что она принесет стране много дополнительного зерна, поможет улучшить
свойства всех сортов.
26 июня 1935 года в Одессу съехались селекционеры и генетики. Здесь
открывалась выездная сессия зерновой секции ВАСХНИЛ. Лысенко повел гостей на
экскурсию по своим делянкам, спорил с приехавшими светилами по поводу всех его
предложений, а на следующий день в докладе, озаглавленном "О перестройке се-
меноводетва" сказал:
"Если бы мне поручили выводить сызнова новый сорт яровой пшеницы, то,
конечно, я бы выводил его теперь не в два с половиной года, а, наверно, в более
короткий срок и думаю, что дал бы более лучший сорт".
"...разрабатывать методику выведения сорта путем высасывания теории из
пальца (подразумевая под пальцем хотя бы и хорошую голову) , а также путем
лишь литературного освоения всего мирового опыта, вне самой практической
работы по выведению сорта - невозможно. Этим я хочу подчеркнуть, что
разрабатывать новые способы выведения сортов, более действенные, чем существующие,
можно только в процессе выведения новых сортов".
Понимания и ответного чувства восторга у биологов и селекционеров,
собравшихся на сессию, эти поучения не вызвали, и, осознавая это, Лысенко вставил в
свой доклад фразы, которыми он надеялся парировать будущую критику загодя,
считая, что этим он с лучшей стороны продемонстрирует свои устремления к
революционному преобразованию основ наук:
"Прошло уже больше года после заявления товарища Сталина на XVII съезде
партии о том, что семенное дело по зерну и хлопку запутано. Изменилось ли
положение на этом участке сейчас? Очень мало, семеноводство по-прежнему один из
самых отсталых участков социалистического сельского хозяйства. И виновата в
этом в значительной мере сельскохозяйственная наука. Генетика и селекция во
многих случаях стоят в стороне от практики семеноводства".
На самом деле теория семеноводства, основанная на достижениях генетики,
была к этому времени прекрасно разработана, но Лысенко начал с жаром
доказывать , что генетика вредна как в целом, так и в частностях, особенно нажимая
на вредность закона чистых линий:
" . . . Вопрос изменчивости так называемой "чистой линии" несравненно ближе
касается селекционеров и семеноводов, чем они это до сих пор себе
представляли. Мы твердо установили, что чистая линия изменяется, и что изменение
происходит несравненно быстрее, чем себе представляли селекционеры и семеноводы".
Никаких собственных доказательств, кроме громкой словесной декларации,
Лысенко ни в докладе, ни после него не представил. В лысенкоистской литературе,
правда, можно встретить указания на то, что доказательство это было получено
неким М. Цюпой, заведующим отделом селекции Елизаветинской селекционной
станции, расположенной на Балтийской ветке Октябрьской железной дороги.
М. Цюпа в числе других практиков сельского хозяйства, приглашаемых на
всякие курсы и инструктажи в Одессу, приехал, прослушал доклад Лысенко и быстро
сообразил, чего ждет от таких, как он, великий реформатор биологии.
Вернувшись к себе в Елизаветино, он мгновенно - в первый же день по приезде -
"обнаружил доказательства", так нужные Лысенко. Описание "открытия" Цюпы было
опубликовано в редактируемом Лысенко и Презентом журнале "Яровизация", в том
же номере, что и доклад самого Лысенко, и сопровождалось заметкой:
"От редакции. Настоящее письмо является откликом на высказанные Т.Д.
Лысенко мысли о перестройке семеноводства и еще раз демонстрирует, как
неправильная теоретическая установка (в данном случае теория чистой линии Иоганнсена)
создает шоры, мешающие видеть факты, как они есть на самом деле, и как
исследователь положительно прозревает, взглянув на свой фактический материал в
свете методологически правильной теории".
Вот, что писал Цюпа:
"Трофим Денисович.
Мысли, развитые вами в отношении нечистоты "чистой линии", явились тем
свежим ветром, который сдул пыль установившихся "научных" традиций.
После возвращения от вас, я побежал по своим питомникам, которых не видел 2
недели. На озимой пшенице сотрудница Виноградова показывала мне свои линии в
конкурсном испытании. Среди них одна "чистая линия" обратила мое внимание
своей "нечистотой"... (от 5 до 10%)".
Без объяснений того, как и что Цюпа узрел, и почему он решил, что увидел
"нечистоту", трудно вообще о чем-то говорить, впрочем, причин "нечистоты"
могло быть много - и гетерозиготность исходного материала, и возможность
заноса чужеродной пыльцы, и банальная путаница в семенах (загрязнение семенного
фонда). Прежде чем заявлять об опровержении закона Иоганнсена, надо было
проверить каждую из возможностей. Это, конечно, требовало кропотливой работы.
Вместо нее Цюпа ссылался на то, как сотрудница станции наблюдала переопыление
растений пшеницы пыльцой, попавшей с чужих цветков пшеницы. Такое
переопыление (особенно при резких колебаниях погоды и других необычных условиях
выращивания) случается у пшеницы - не слишком строгого самоопылителя. Однако Цюпа
писал вполне серьезно:
"... я попросил Виноградову завтра утром понаблюдать за поведением цветения
у этого номера. . . На другой день тов. Виноградова дежурила... с 5 час. утра и
возвратилась с поля чрезвычайно удивленной - на ее глазах колоски...
раскрывали колосковые и цветковые пленки: на упругих и длинных нитях выбрасывались
наружу совершенно целые вполне зрелые пыльники и только снаружи пыльники
лопались, высыпая массу пыльцы в воздух. Туча пыльцы носилась по делянке...
Сегодня я просил тов. Виноградову еще просмотреть свой питомник, особенно
"чистые линии" из местных сортов, и дать мне цифры их "чистоты".
Только что тов. Виноградова была у меня, чтобы смущенно сказать мне, что
многие из ее "чистолинейных" линий уже далеко не чисты".
В наблюдениях Виноградовой и Цюпы не было ничего, не известного науке
раньше, и ничем их банальные наблюдения не противоречили закону чистых линий: они
просто не заметили, что в их условиях происходит переопыление, и,
следовательно, должны были принять меры к тому, чтобы растения не переопылялись
(надеть на еще не зацветшие колосья марлевые или пергаментные чехлы-изоляторы,
как это делают все грамотные специалисты, или разместить посевы так, чтобы
риск заноса чужой пыльцы с одного участка на другой был максимально снижен,
пересмотреть все ранее имевшиеся "чистые линии" в их коллекции и отбраковать
уже загрязненные и т.д.). И автор письма и его помощница не знали самых
элементарных правил получения чистых линий, они, подобно герою пьесы Мольера, не
знавшего, что он всю жизнь говорил прозой, ничего не знали о простых
методиках проверки линейного материала. Не знали этого и редакторы журнала
"Яровизация", опубликовавшие невразумительные описания М. Цюпы. Кстати, никаких
"цифр чистоты" он так и не сообщил.
Конечно, такой кавалерийский способ решения серьезных научных проблем
вызвал возражения у ученых. Вавилов и другие специалисты решили воспользоваться
дискуссией на одесской сессии ВАСХНИЛ летом 1935 года и разобрать вопросы,
поднимавшиеся необразованными новаторами с немалым апломбом. Это был один из
первых случаев, когда Вавилов открыто журил Лысенко за научные заблуждения.
Но его слова не произвели отрезвляющего действия, а, напротив, ожесточили
"колхозного академика".
"Исследователь обязан быть упорным и настойчивым в своей работе. В то же
время исследователь должен уметь подниматься выше колокольни разрабатываемого
им предмета, иначе из-за деревьев такой исследователь не будет видеть леса, -
заявил он в заключительном слове. - Многие из выступавших указывали на то,
что я недооцениваю науку, другими словами, - недооцениваю теорию. Науку я
ценю и уважаю не меньше любого из сидящих здесь товарищей. В Советском Союзе
наука вообще, и, в частности, агронаука ценится несравненно более высоко, чем
в капиталистических странах. По заслугам у нас ценятся и люди науки, особенно
академики".
Нисколько не тушуясь, он пошел во встречную атаку: обвинил в неграмотности
тех, кто "осмелился" критиковать его - прежде всего Вавилова и профессоров
Г.Д. Карпеченко, Т.К. Лепина, В.Я. Юрьева, Г.К. Мейстера и других.
Эта дискуссия продемонстрировала, что Лысенко уже настроился на вполне
определенный лад, что научные аргументы он может игнорировать, хорошо
осознавая, что теперь сила в другом.
Призыв Сталина:
"не бояться
авторитетов"
Одновременно с кампанией коллективизации Сталин в 1928-1929 годах включился
борьбу за создание кадров интеллигенции, зорко следил за настроениями среди
красного студенчества, не уставал повторять, что нужно смелее браться за
решение любых научных проблем без скидок на молодость, отсутствие опыта,
невысокую образованность. Он внушал строителям социализма, что чувство
преклонения перед авторитетами прошлого - рудимент буржуазной сентиментальности. Ни
авторитеты, ни прошлые заслуги, ни прочие "ненужные" атрибуты не следует
принимать в расчет, учил Сталин. Именно так он высказался на VIII съезде ВЛКСМ
16 мая 1928 года:
"Я знаю, что подымая ярость трудящихся масс против бюрократических
извращений наших организаций, приходится иногда задевать некоторых наших товарищей,
имеющих в прошлом заслуги... Но неужели это может остановить нашу работу... Я
думаю, что не может и не должно. За старые заслуги следует поклониться им в
пояс, а за новые ошибки и бюрократизм можно было бы дать им по хребту. (Смех,
аплодисменты)".
Эта речь была опубликована в "Правде", прорабатывалась во всех
комсомольских ячейках страны. Разве могла она не зажигать дух тех, кто рвался в
командиры, стремился выйти на передовые позиции, искренне верил в правоту
выбранного вождями и теперь ими самими пути и в скорую победу над всеми и
всяческими авторитетами? Максимализм, свойственный юности, к тому же усиленный
недостатком образования, разжигался такими речами невероятно, и самые решительные
из молодых, особенно из не наделенных склонностью к самоанализу и природной
застенчивостью, прямо-таки воспламенялись от них. В той же речи Сталин
утверждал :
"Надо взяться вплотную за организацию крупного общественного производства в
сельском хозяйстве. Но чтобы организовать крупное хозяйство, надо знать науку
о сельском хозяйстве. А чтобы знать - надо учиться. Людей же, знающих науку о
сельском хозяйстве, у нас до безобразия мало. Отсюда задача создания новых,
молодых кадров строителей нового, общественного сельского хозяйства".
Слова о нехватке людей, знающих практику сельского хозяйства и нехватке
ученых-аграрников были на деле грубым искажением истины. Именно в России
активно разрабатывались многие отрасли сельскохозяйственной науки, о чем речь
шла выше. Сталин обязан был знать об этом и как руководитель страны, и как
человек, берущийся осуждать отсталость отечественной науки. Но Сталин именно
потому разжигал антагонизм к авторитетам у малограмотной молодежи, что
понимал суетность надежд встретить ответное чувство у тех, кто хорошо освоил
предмет. Вот, например, как он "лестно" отзывался о науке в известной статье
"Год великого перелома" (опубликована 3 ноября 1929 года):
"Рухнули и рассеялись в прах возражения "науки" против возможности и
целесообразности организации крупных зерновых фабрик в 40-50 тысяч гектаров.
Практика опровергла возражения "науки", показав лишний раз, что не только
практика должна учиться у "науки", но и "науке" не мешало бы поучиться у
практики".
Призывая ученых учиться у практиков, не забывая каждый раз окружать само
слово наука кавычками, демонстрируя свое неуважение к ней, он не обходился
без элементарной подтасовки. Наука не возражала против создания совхозов-
гигантов : ученые высказывали тревогу по поводу СПЛОШНОЙ распашки степей,
указывали на нарушения экологических связей, уничтожение путей миграции
животных, распашку мест гнездования птиц, грубого вторжения в складывавшиеся
тысячелетиями цепи взаимодействия видов и на прямую опасность всего этого для
человека. Повторим еще раз: сегодня мы знаем, что эти опасения были
правильными. И как ни глумился Сталин над учеными, их подход был обоснованным, позиция
гуманной, а действия и предложения отнюдь не враждебными государству.
Ожесточенность малограмотного человека была плохим советчиком в делах
государственных, но эта ожесточенность находила отзвук в сердцах многих таких же
грамотеев, имевших страстное желание построить всё заново, кромсая, круша и
разваливая старые порядки и законы.
Как Сталин
научил
лысенок вранью
Ни одно из "достижений" Лысенко за все годы его последующей деятельности не
обходилось без того, чтобы в угоду надуманным схемам он сам или его
последователи не фальсифицировали результаты экспериментов, чтобы они не опирались
на липовые доказательства "передовых" колхозников, якобы "проверяющих и
подкрепляющих наши выводы на полях", как твердил Лысенко. Пагубная страсть к
перманентному блефованию возникла не на пустом месте, она закономерно
следовала из общих тенденций партийной пропаганды тех лет, в том числе из
соответствующих выступлений Сталина. Вот краткое описание одного сталинского урока,
ставшего на многие годы моральным оправданием любого мошенничества Лысенко и
ему подобных.
На XVI конференции ВКП(б) в конце апреля 1929 года партия призвала к еще
большему развертыванию социалистического соревнования как средства "могучего
производственного подъема трудящихся масс". Сталин лично включился в число
агитаторов за это мероприятие и среди других мер решил усилить печатную
пропаганду соцсоревнования, надеясь этим показать, что "соревнование не
очередная мода большевиков, которая должна заглохнуть по окончании "сезона"... а
коммунистический метод строительства социализма на основе максимальной
активности миллионных масс трудящихся... Соревнование есть тот рычаг, при помощи
которого рабочий класс призван перевернуть всю хозяйственную и культурную
жизнь страны на базе социализма".
Признавая, что "редко можно встретить такие заметки, которые изображали
сколько-нибудь связно картину того, как проводить соревнование самими
массами" , Сталин решил издать большим тиражом брошюру "неизвестного в литературном
мире человека", как сам Сталин назвал её автора (то есть читай: выдвиженца в
литературном мире), - Елены Микулиной и даже написал к ней предисловие. Еще
до того, как брошюра "Соревнование масс" вышла в свет, предисловие уже было
опубликовано в газете "Правда" 11 мая 1929 года. В этом предисловии книжке
была дана высокая оценка, а одна лишь подпись - И. Сталин означала
безоговорочное одобрение труда партийным руководством. Сталин характеризовал книжку
следующим образом:
"Достоинство этой брошюры состоит в том, что она представляет собой простой
и правдивый рассказ о тех глубинных процессах великого трудового подъема,
которые составляют внутреннюю пружину социалистического соревнования".
Но с этим "простым и правдивым рассказом" случился большой конфуз. В
брошюре оказалось много фактических ошибок и намеренных искажений. Один из
подзаголовков назывался "Фабрика в Зарядье". Начинала этот раздел Елена Микулина
неторопливо, эпически:
"Фабрика в "Зарядье". Вернее это не фабрика, а комбинат. Здесь и
прядильная , и ткацкая, и красильная. Жили до сих пор на фабрике тихо, спокойно...".
Но царило это спокойствие лишь до поры, пока не надумали начать
соцсоревнование. Зарождающееся дело повело к нервозности, взвинченности - искали
внутренние резервы, причины отставания. Инициатива якобы шла от директора, но за
живое задела многих и на низах. Вот как Микулина описывала собрание, на
котором обсуждали соревнование:
"Долго говорил директор, отчего так вышло... Кончил он свою речь,
выпрямился и руку свою поднял, - вытянул в зал и говорит:
- Должны мы все это изжить и за полгода подтянуться в том, чего не
выполнили, и постараться дать ситец дешевле...
Все захлопали ему, а ткачихи до того в азарт вошли - кричат: правильно,
правильно.
Петрова как вышла, платок поправила и начала резать.
- Я все знаю. Директор правильно сказал. . . Кто виноват, что у нас грязь,
плевки на полу?
- Станки стояли, а мы разговаривали...
- И потом я предлагаю вызвать нашему ткацкому отделу - прядильный. Ну-ка,
давайте возьмемся, бабочки.
Ну, тут уж в зале поднялся невозможный шум. Кричат кто во что горазд. А
поуспокоились немножко и начали высказываться.
От прядилок говорила Бардина.
- Что же, бабочки, Петрова правду сказала. Много у нас... брака
происходит" .
Когда брошюра вышла в свет, и её прочли, в том числе и те, о делах кого
Микулина живописала, пошел ропот. Дело дошло до разбирательства в Иваново-
Вознесенском обкоме партии, пошли письма во всесоюзную "Рабочую газету".
Корреспондент Руссова привела факты о том, что на фабрике в Зарядье, описанной в
брошюре, вовсе нет прядильни, о соревновании рабочих которой так красочно
повествовала Микулина, что одна из героинь книжки Микулиной - прядильщица
Бардина - попросту вымышленный персонаж, что идеальные порядки, якобы введенные
на фабрике соревнующимися рабочими, есть плод фантазии завравшегося в "угоду
интересам дела" автора.
Всё это поставило Сталина в неудобное положение. Ему пришлось давать ответ,
который он адресовал секретарю областного бюро ЦК ВКП(б) по Иваново-
Вознесенской области Колотилову, а также члену Польского бюро при ЦК ВКП(б) и
редактору "Рабочей газеты" Феликсу Кону. В письме к ним, опубликованном 9
июля 1929 года, он предпочел целиком и полностью взять нужного ему автора под
защиту. Сталин писал:
"Я допускаю, что прядилки Бардиной нет в природе и в Зарядье нет
прядильной. Допускаю также, что зарядьевская фабрика "убирается еженедельно". Можно
признать, что т. Микулина, может быть, будучи введенная в заблуждение кем-то
из рассказчиков, допустила ряд грубых неточностей, и это, конечно, нехорошо и
непростительно. Но разве в этом дело?".
Во-первых, он говорит, что "брошюра т. Микулиной, конечно, не является
научным произведением". Во-вторых, Сталин полагает, что если бы брошюре не было
предпослано его, Сталина, предисловие, то, может быть, на эти ошибки и не
обратил бы никто никакого внимания, и между строк явственно читалось, что, мол,
с других в подобных ситуациях "стружку не снимают".
"Не вина т. Микулиной, если мое предисловие создало слишком преувеличенное
мнение об ее, по сути дела очень скромной, брошюрке", - уговаривает Сталин.
Наконец, он категорически возражает против предложения Колотилова и Кона
снять тираж с продажи, как это многократно делалось с книгами авторов, в чем-
либо не потрафивших властям. Он даже полагает, что фактом изъятия книги из
продажи можно "наказать читателей":
"Изымать из продажи можно лишь произведения не советского направления,
произведения антипартийные, антипролетарские. Ничего антипартийного и
антисоветского в брошюре т. Микулиной нет".
То, что Микулина опошлила и дискредитировала идею соревнования, - этого
Сталин не только не замечает, но и замечать не собирается. Только так и можно
понять его слова о партийном и советском характере и духе этой книги. И чтобы
была ясна его позиция, он даже выговаривает в строгом тоне автору критической
заметки товарищу Руссовой, взявшейся за разбор труда, лично одобренного
товарищем Сталиным. Действия товарища критика кажутся Сталину совершенно
непростительными, а потому:
"рецензия т. Руссовой производит впечатление слишком односторонней и
пристрастной заметки".
На замечание рецензента, что "т. Микулина ввела в заблуждение тов.
Сталина", он даже отвечает в ироническом тоне:
"Нельзя не ценить заботу о тов. Сталине, проявленную в данном случае т.
Руссовой. Но она, эта забота, мне кажется, не вызывается необходимостью" и
добавляет в назидание критику:
"Не так-то легко "вводить в заблуждение" тов. Сталина".
Сталин убежден, что "малость приврав", Микулина поступила правильно, и
заключает, что она создала книгу, которая "принесет рабочим большую пользу",
так как "... она популяризирует идею соревнования и заражает читателя духом
соревнования".
Сталин выделяет жирным шрифтом слово "заражает". Он уверен в том, что это
главное - заразить духом соревнования. То, что в заразном начале оказалась
немалая толика вранья, его не смущает. Врите, как бы говорит он, но
выдерживайте главную идеологическую линию, которой сегодня придерживается партийная
верхушка. Тогда никакая критика правдолюбцев, вроде Руссовой, докапывающихся
до вашего вранья, не будет вам страшна. Вас защитят и оправдают, а критикам
"дадут по хребту", как говаривал товарищ Сталин. К тому же известно, что если
неправду повторить сто раз, - ей обязательно поверят.
Практика приукрашивания действительности проникла во все сферы советской
жизни, но особенный размах она получила в сталинские годы в области сельского
хозяйства. Вот один из показательных примеров.
На XVII съезде партии в докладе наркома земледелия СССР Яковлева (и ранее,
21 ноября 1933 года, в его докладе Правительству СССР) были приведены цифры
благополучного роста продуктивности животноводства. Но в докладе председателя
Центральной Контрольной Комиссии ВКП(б) и наркома Рабоче-Крестьянской
инспекции Я. Э. Рудзутака на этом же съезде все данные наркомата земледелия по
животноводству были взяты под сомнение.
"Если мы проверим и проанализируем чисто арифметические данные товарища
Яковлева, то уже одно это вызовет ряд недоуменных вопросов", - говорит Рудзу-
так и продолжает:
"Вот, например, товарищ Яковлев пишет, что в 1933 году падеж телят
составлял всего 19% против 28% в 1932 году. . . Если отбросить 19% падежа. . . то все
же недостает, по данным самого же товарища Яковлева, 350 тыс. голов телят,
или 15%. Куда они делись? Или сведения, сообщаемые в докладе, неправильные,
или падеж телят был не 19%, а гораздо больше, или же имеет место недопустимый
процент яловости".
Разбирая таким же образом данные о свиноводстве и овцеводстве, Рудзутак с
цифрами в руках показал, что либо наркомзем "недоучел" 2 миллиона 600 тысяч
поросят (четверть всего поголовья свиней в стране!), либо укрыл их от
отчетности Центральному Комитету партии и правительству, а заодно и высшему
коллегиальному органу страны - партийному съезду, что было маловероятно (куда луч-
ше было бы козырнуть лишним приплодом) , либо " падеж был гораздо больше". И
это было не всё: партийные контролеры обнаружили, что ведомство Яковлева без
зазрения совести приврало о большом приплоде овец. "Каким образом овцы
размножаются таким быстрым способом - это остается секретом Наркомзема -
продолжает нарком РКИ и делает вывод, что наркомат земледелия:
"допустил, по-моему, целый ряд неточностей, что свидетельствует о не совсем
точном знании действительного положения... Планирование в Наркомземе
поставлено неудовлетворительно, цифры его работники нередко берут просто с потолка,
руководство планированием на местах поставлено плохо".
Как это ни парадоксально, вопиющие факты обмана партии и правительства не
получили никакой дальнейшей критики на съезде. В те роды, когда сажали и
расстреливали за малейшую провинность, сталинскому наркому всё сошло с рук.
Поговорил Рудзутак, и этим всё завершилось. Яковлеву не пришлось даже
оправдываться или в чем-то виниться. Весь обман с миллионами голов скота был
представлен как невинное упражнение в арифметике, а Яковлева избрали в состав
Центрального Комитета партии большевиков.
Вот точно так же и вся деятельность Лысенко, как две капли воды, была схожа
с писаниями Микулиной или отчетами о положении в животноводстве Яковлева.
Лысенко голословно утверждал, что его предложения направлены на то, чтобы
облегчить новым советским организациям на селе - колхозам переход к высокой
рентабельности. Чем больше он шумел (все хорошо понимали - шумит с одобрения
вождей), тем более становился популярным в кругах околонаучной партократии и
любителей-опытников, на ура принимавших любые предложения Лысенко, а также в
среде практических низовых работников села, с энтузиазмом признавших в
Лысенко своего, близкого и понятного борца против всякого рода интеллигентов-
зазнаек.
Задача и
сверхзадача
В попытке вывести сорт пшеницы даже быстрее, чем это предписывалось
постановлением ЦКК-РКИ, проявились две важных черты характера Лысенко. Во-первых,
взявшись за эту работу, он показал всем корифеям селекции и их
последователям, что авторитеты науки его не пугают и не останавливают, а, во-вторых,
сигнализировал властям, что в его лице они всегда найдут опору. Отчетливо
проявившееся желание Лысенко взвалить на свои плечи любой наказ вождей и,
особенно, тех органов, которые, как это было точно известно, были близки
лично Сталину, то есть ЦКК и РКИ, укрепило его престиж, возвысило в глазах
руководства, хотя и создало временные трудности в общении с более грамотными, но
менее лабильными, в смысле управляемости, коллегами. Лысенко воспринимал
указания сверху как не подлежащие обсуждению задачи, но при этом шел дальше:
объявлял, что готов ускорить темпы, выставить свой "встречный план" (не
следует, кстати, забывать, что сам термин "встречный план" родился в середине
30-х годов). Эта логика перехода от решения задачи, спущенной сверху, к
решению сверхзадачи, сформулированной самим собой, - была присуща Лысенко уже в
те годы. Проявление личной инициативы, а также пустой, вернее, пустозвонный
героизм при выполнении "взятых на себя обязательств" стали характерными
особенностями Лысенко на всю его жизнь. Ведь одна из вожделеннейших целей любой
диктатуры - привить гражданам своей страны управляемость, беспрекословное и
даже радостное следование приказам, готовность не щадить себя при их
выполнении.
Сталину и другим коммунистическим лидерам в условиях захвата ими
монопольной власти требовалось воспитать во всех слоях общества не просто
безропотность , не просто бездумное следование приказам, а горячую заинтересованность
в выполнении их каждым членом общества. Призывы, повторенные тысячи и тысячи
раз, сопровождали каждый шах1 человека, входили в его сознание с рождения,
становились неотъемлемой частью мышления, а через это и бытия. Кажущаяся кое-
кому безликость и аморфность лозунгов искупалась их постоянством.
Стереотипность автоматически рождала впечатление обязательности, неотвратимости
следования этим лозунгам. Нужно было добиться их аксиоматического звучания, не
требующего доказательств, признания массами их подлинности. В лозунгах могло
говориться о священности воли каждого, но выворачивался смысл говоримого, и
взамен воли "каждого" оставался только императив, обращенный сразу ко всем
без исключения (иногда для отвода глаз сохранялся текст - "воли всех и
каждого "). Поэтому люди страны, все без исключения, должны были перестать
задумываться над тем, верны ли лозунги, а единообразно, причем бездумно, следовать
им и следовать, выказывая большое удовлетворение в их восприятии.
В конце 20-х годов этот стереотип во всей толще общества только
складывался , безусловное следование лозунгам только еще прививалось. И процесс
погружения личной воли, сознания и энергии индивидуумов в мир категорических
императивов был далеко не простым. Ему особенно противостояла та среде, которая
была более всего нужна руководителям в стратегическом плане - творческая
(творящая новое) интеллигенция и особенно ученые, приученные самой профессией
к критическому отношению ко всему на свете, к придирчивой проверке любых
умозаключений. В этой аналитической склонности был заложен опасный для властей
дуализм: с одной стороны, без критического начала вроде невозможно само по
себе эффективное творчество, а, с другой, эта склонность может легко
перерасти в критицизм, от которого рукой подать до критиканства и инакомыслия. В
демократическом обществе инакомыслие приветствуется, оно рассматривается
большинством как единственно возможный источник новшеств и процветания, равно как
и барометр нравственного здоровья всей социальной структуры. Но в среде
тоталитарной или тяготеющей к тоталитаризму опасность инакомыслия квалифицируется
и понимается как опасность для устоев, для самого существования такого
общества. Поэтому в этих условиях превалировала и превалирует одна тенденция:
боязнь критиканства. Польза критиканства однозначно отвергается: нам критиканы
не нужны, нам с ними не по пути, нам нужны СТРОИТЕЛИ НОВОГО, солдаты
революции, а не скептики и циники, лишь подменяющие производительный труд
рассусоливаниями о каком-то там свободном творчестве, или творческом начале,
или осмыслении принципов труда... Всё это опасное суесловие, путь к анархии,
развалу и потрясению основ.
Отсюда вытекало благорасположение властей лишь к тем ученым, кто лишен
этого опасного качества, к ученым послушным, управляемым, готовым к радостному
карабканью на указанные им вершины науки и разгрызанию тех гранитных утесов,
которые сегодня НАМ ВСЕМ нужны. Власти давали понять: ценить будут тех, чья
управляемость не выходит за рамки управляемости простых рабочих и крестьян.
Однако высшим достижением в решении проблемы управляемости было придание
членам общества нового качества - готовности принять любой приказ и считать
его не приказом, а внутренней потребностью. Это добровольное перекладывание
на свои плечи инициативы, спущенной сверху, последующее декларирование личной
сопричастности к постановке задачи и исторгание из недр души полезной
инициативы, а затем к проведению её в жизнь уже от своего лица - вот что
становилось сверхзадачей, вот каким мыслился конечный результат такого воспитания.
"Патриотическая инициатива масс", а отнюдь не навязываемый приказ. "Воля
миллионов", а вовсе не правящей верхушки. И только после этого: "ИДЯ НАВСТРЕЧУ
ПОЖЕЛАНИЯМ ТРУДЯЩИХСЯ". Такие императивы приобретали особую значимость в
создаваемых социальных условиях.
Но если задача и сверхзадача акцептировались относительно легко основной
массой тех слоев общества, которые вожди считали своей опорой, - в среде ра-
бочих, беднейшего крестьянства и отчасти в среде мелких служащих, то в кругах
творческой интеллигенции и особенно даровитых ученых, а также думающих
преподавателей эту проблему решить было труднее, и тем значительнее был в глазах
руководства успех любого человека из этой социальной группы, который вдруг
принимал на себя "управляющий императив" и начинал ревностно воплощать его в
жизнь. Такой индивидуум приобретал особо прочную характеристику "своего среди
своих".
Конечно, никто никому впрямую такой рецепт поведения не навязывал. Чтобы
пришибить несогласных, можно было громогласно заявлять: "Воля партии священна
для каждого". Но все-таки верхом управляемости было иное: "Народ решил!"
Никто о замене одной воли другой вслух не говорил. Более того, страстное
желание властителей заполучить в число ревностных исполнителей партийных
установок максимальное число граждан всегда скрывалось. "Прелесть" игры заключалась
в том, что никакой игры вроде бы и нет. Ведь люди сами хотят быть
передовиками во всем. Они не винтики и не марионетки. Их воля священна для руководства,
а не наоборот. Тот же, кто в этом сомневается, или, упаси Бог, возражает, -
не просто скептик, а скрытая контра. В любом случае дорога к высотам
командного руководства ему (или ей) категорически закрыта. Но и тому, кто
переигрывает , слишком зарывается в показном рвении, тоже доверия мало. Поэтому так
важна золотая середина, которая только и может привести к успеху.
Достоинством Лысенко стало то, что он не только правильно и быстро оценил
замысел авторов игры, осознанно прочувствовал свои задачу и сверхзадачу, но и
то, что стал блестяще разыгрывать весь спектакль в ту пору, когда подавляющая
часть ученых еще ничего не осознала и, с одной стороны, честно пыталась,
например, доказать ненаучность планов ускоренной селекции, пользы уже
одобренной верхами яровизации и прочая и прочая, а, с другой стороны, с опасной
страстностью принялась твердить об ошибочности и даже вредности практического
применения предложений Лысенко или ставила под сомнение положительность
истоков всех его усилий. На этом пути ничего, кроме репрессий, их ждать не могло,
а Лысенко, казавшийся многим в лучшем случае наивным простаком, не познавшим
премудрости науки, выигрывал по всем статьям.
Казавшееся кое-кому несерьезным и нелепым словесное отвергание науки вовсе
не воспринимались так на верхах. И хоть объективно поведение Лысенко было
сродни знахарству, а научная позиция беспомощной и безграмотной, но
субъективно он выступал как новатор, шаг за шагом движущийся к новым
умозаключениям, закономерно вытекавшим из "нежизненности" генетики. Каждый его даже
маленький шажок был продолжением пути по одной дороге, сойти с которой он уже
не только не мог, но и не хотел. Отступление в сторону признания законов
науки означало бы падение в социальном статусе. К тому же сложившаяся в стране
система взглядов учила его, что нечего оглядываться назад. Социальная среда
включила его в себя, направляла его в соответствии со складывающимися
стереотипами. Раз от раза, шажок от шажка накапливалось раздражение против
"апологетов буржуазной науки", пытавшихся, кто как мог, урезонить ниспровергателя
законов, объяснить ему хотя бы на пальцах суть дела.
Формируя стереотип своего поведения (и мышления), Лысенко двигался
несколькими путями: он учился фальсификации (а может быть тяга к этому была заложена
в нем генетически), опирался на всё более липовые данные, отрабатывал
фразеологию, учился обходиться без новых знаний, заменять отсутствие таковых
трескучими штампами. Был еще один фактор обучения: среда указывала ему, что нужно
зорко следить за политическими изменениями на верхах, воспитывала умение
лавировать, подстраивать свои "научные" обещания под сегодняшние интересы
руководства (много десятилетий спустя М.А. Поповский удачно назовет этот стиль
деятельности "управляемой наукой").
ГЛАВА V. МАССОВЫЕ АРЕСТЫ
В 1930-1935 ГОДАХ
"Россия казней пыток, сыска тюрем,
Страна, где рубят мысль умов с плеча".
Константин Бальмонт. Имени Герцена. 1920.
"Русская интеллигенция всегда была
рассадником вольнодумства. На протяжения
столетия, предшествовавшего революции,
она упорно сопротивлялась всякому
деспотизму и, главное, - подавлению мысли.
Естественно поэтому, что на интеллигенцию
репрессии обрушились с особой силой".
Роберт Конквест. Большой террор.
Первые раскаты
критики ВИПБиНК и ВИР'а
в партийной печати
Против тотальной коллективизации крестьян, предпринятой партией, были
высказаны довольно резкие возражения грамотными экономистами и агрономами.
"Славные чекисты" пошли и здесь на коротком поводке у Сталина и придумали,
что в стране действуют антисоветские организации: в 1930 году была якобы
раскрыта "Трудовая Крестьянская Партия" (ТКП), в 1933 году была сфабрикована
фальсификация о якобы еще одной крупной диверсионной "Группе 35-ти", затем о
Московском Политическим Центре и им подобным. Эти организации никогда не
существовали, они были рождены воображением лидеров партии, и по их наущению
чекисты заставляли своих жертв признаваться в участии в этих организациях.
Так в протоколы допросов попали записи о показаниях многих людей, ставших
игрушками в руках следователей.
История этих кафкианских вымыслов, рожденных в кабинетах партийных и
чекистских фюреров высшего ранга, еще ждет детального исследования, еще и по сей
день архивы партии и ЧК-ГПУ-ОГПУ-НКВД-МГБ-КГБ-ФСБ тщательно оберегаются и
скрывают основную массу информации как относительно того, кто в Кремле
придумал ТКП и другие вредительские организации в сельском хозяйстве, так и полные
списки тех, кто пострадал во время партийного террора.
В описываемое время (в конце 1929 - начале 1930 годов) тень обвинений во
вредительстве начала падать и на Вавилова. В центральных газетах стали
появляться статьи, направленные лично против него. Правда, и раньше он попадал
"на зубок" партийным инквизиторам. Например, еще в начале его государственной
карьеры, когда он только заступил в должность директора Института Опытной
Агрономии, ему пришлось опровергать обвинения, прозвучавшие в стишках Демьяна
Бедного, с желчью обругавшего руководство института за то, что оно при
открытии этого научного заведения якобы разрешило провести молебен и окропить
стены здания Святой Водой. Стишки появились в "Правде", "Красной Москве" и
петроградской "Красной газете".
"... приведенного факта. . . не было ни при открытии, ни при других
обстоятельствах, о чем считаю долгом заявить самым категорическим образом. При
переезде Заведующего [фитопатологической] Лабораторией проф. Ячевского из
старой квартиры в новую на его личной квартире был действительно приглашен
священник , и это, вероятно, послужило поводом к неправильному толкованию..." -
писал Вавилов в ответ на эти обвинения.
В 1929 году его институт был обвинен одним из своих же сотрудников" в отры-
ве... работы от задач реконструкции сельского хозяйства" (иными словами, в
неучастии в коллективизации) в заметке "Ученые в облаках", появившейся в
"Листке Рабоче-Крестьянской Инспекции" - приложении к "Правде".
В конце февраля 1930 года с большой критической статьей выступила уже сама
"Правда". Называлась статья "Институт благородных... ботаников". Длинную
статью на двух колонках подписал некто В. Балашов, который сообщал о якобы
никуда негодной работе сразу двух руководимых Вавиловым учреждений - ВИПБиНК и
Государственного Института Опытной Агрономии. Всё положительное, что автор
узрел в работе критикуемых научных центров было представлено в одной фразе:
"Ошибки, допущенные в работе институтов не искупаются рядом достижений
институтов в научной области". В остальном статья была напичкана описанием
недостатков . Все до одного обвинения несли политическую окраску и звучали по тем
временам зловеще. Автор утверждал, например, что хотя институты рассылают
семена улучшенных культур "нескольким десяткам тысяч крестьян-корреспондентов",
на поверку большинство, если не все "корреспонденты" - кулаки. "Крестьяне...
жалуются, что Институт помогает кулаку", - заключал автор этот раздел статьи.
Следующий пункт был посвящен тому, что в ВИПБиНК процветает семейственность
с "дурным антисоветским душком":
"Проф. Писарев пришел в институт с женой, племянником, шурином, Букасов - с
женой и с сестрой, Коль - с женой, Фляксбергер - с племянницей, Таланов - с
дочерью, Петрова - с сестрой и т. д.".
То, что и Вавилов работает в институте вместе с женой, не упоминалось, но
те, кто знал положение дел в институте, сразу об этом догадывались.
"А социальный состав сотрудников? - вопрошал вслед за тем автор и отвечал.
- Цифры поистине ошеломляющи".
"В институте опытной агрономии работают 59 дворян, бывших крупных
землевладельцев, 25 потомственных почетных граждан, 5 сыновей купцов и фабрикантов и
12 детей попов. (Кроме того, 65 сотрудников не представили о себе никаких
сведений).
В институте прикладной ботаники в группе старших специалистов дворян
четвертая часть, "прочих" - свыше половины, а в группе младших сотрудников
"прочих" половина и дворян - 12,5 процентов.
Таковы последствия семейного подбора".
Еще больший гнев автора вызвал тот факт, что коммунистов в институтах почти
нет, комсомольцев всего 32, причем из них научной работой занимаются только
трое. Сообщалось, что заместитель Вавилова по ВИПБиНК Мартынов - коммунист,
но он ведет линию директора, на критику отвечает высокомерно и грубо,
считает, что "не обязан давать отчета в своих действиях никому, кроме ЦК партии и
Наркомзема". Автор считал, что работнички такого социального состава ничего
хорошего наработать на пользу социалистической родины не могут, в результате
чего " . . .между ведущимися исследованиями и практическим применением их
результатов существует разрыв,... институт не сумел связать свою деятельность с
требованиями, которые выдвигала жизнь...". Оказывается, эти недостатки уже
отмечал в январе 1929 года могущественный Наркомат Рабоче-Крестьянской
Инспекции, но "ни одно из предложений РКИ не было проведено в жизнь".
Лично Вавилова обвиняли только в одном, но очень существенном вопросе:
"Директор института акад. Вавилов, занятый рядом других работ, большую
часть времени проводит вне института и организационно институтом почти не
руководит . "
"Еще целый ряд безобразий творится в этих институтах. Но все эти безобразия
проходят безнаказанно, так как руководители институтов имеют сильных
защитников в центральных московских учреждениях", - утверждалось в статье.
Констатируя "нежелание или неумение связать свою работу с общими задачами
социалистического строительства, семейственность, отсутствие научной смены", автор ста-
тьи в "Правде" приходил к суровому выводу:
"...такие недостатки "нетерпимы в центрах советской науки. Научные
институты должны быть очищены от всякого мусора и превращены в подлинные научные
штабы социалистической реконструкции".
29 января 1931 года в газете "Экономическая жизнь" была опубликована еще
более резкая по тону статья, подписанная сотрудником Вавилова - заведующим
Бюро интродукции ВИР Александром Карловичем Колем, в которой Вавилов уже
единолично был обвинен в преступлениях против советской республики:
"Революционное задание В.И. Ленина обновить совземлю новыми растениями
оказалось сейчас подмененным реакционными работами по прикладной ботанике над
центрами происхождения растений. Под прикрытием имени В. И. Ленина окрепло и
завоевывает гегемонию в нашей с.-х. науке учреждение, не только не имеющее
никакого отношения к мыслям и намерениям Ленина, но им классово чуждое и
враждебное. Речь идет об институте растениеводства с.-х. академии имени Ленина".
Естественно, публикация серии статей в центральных советских газетах не
может не наводить на мысль, что кому-то на верхах такие статьи были нужны.
Ничего случайного в том, что, начиная с 1929 года, партийные издания,
находившиеся под неослабным политическим прессом и цензурой, публиковали материалы
на одну и ту же тему и под одним и тем же углом зрения, быть не могло. Кто
направил злобную энергию Коля и других корреспондентов партийных газет по
нужному руслу? И случайным ли было, что именно в 1931 году ОГПУ завело
агентурное дело на академика Н. И. Вавилова? Ведь без распоряжения на высочайшем
уровне начать дело на члена высшего государственного органа страны (по
нынешней терминологии депутата Государственной Думы) - члена ЦИК СССР и ВЦИК -
было невозможно.
Внутренняя оппозиция
Вавилову в его
собственном институте
Как же случилось, что Коль попал в сотрудники к Вавилову? Что он был за
специалист? Агроном по образованию Коль был старше Вавилова. В течение 6 лет
он работал в США. в лаборатории профессора Хансена в Южной Дакоте и по
возвращении понравился Вавилову своей глубокомысленностью, умением вести разговоры
на научные темы и, как казалось Вавилову, закономерно был выдвинут в
заведующие одним из самых важных подразделений института - Бюро Интродукции
растений. Сотрудники Бюро должны были искать новые виды растений для введения в
культуру, расширять ассортимент уже известных окультуренных растений,
проверять их в разных условиях и передавать результаты для дальнейшего анализа.
Иными словами, именно от работы этого Бюро зависело будущее института и
отношение к институту властей. Первоначально у Вавилова с Колем складывались
нормальные отношения, так как из опубликованных теперь писем видно, что он писал
о Коле вполне благодушно.
Однако работа у Коля не ладилась. Желчный и капризный человек, он постоянно
претендовал на какое-то особое положение, был одержим гипертрофированной
манией величия, вздорил с людьми (отголоски этого проглядывают в опубликованных
томах "Международной переписки Вавилова"), утверждал, что был в числе "трех
инициаторов создания Института прикладной ботаники и новых культур и одним из
инициаторов создания Всесоюзной Академии С.-Х.Наук имени Ленина", что было
далеко от истины, а к повседневным обязанностям относился с прохладцей. Ему
ничего не стоило словесно обидеть любого сотрудника, высокомерно выступить с
критикой в адрес коллег и даже прикрывать инертность в работе и неумение
руководить людьми жалобами на то, несправедливые к нему придирки как к
человеку , склонному к критике и самокритике.
В конце 1929 года в институте была создана Комиссия по обследованию работы
Бюро интродукции из пяти ученых (Е.Н. Синская, П.Н. Чумак, В.Л. Васильев,
А.П. Иванов и Л.И. Говоров). Комиссия пришла к неутешительным выводам
относительно руководства Колем всем Бюро и рекомендовала Научной Коллегии ВИПБиНК
освободить его от должности, найти на нее нового человека, а Коля сохранить в
институте, создав "секцию новых культур, возглавляемую А. К. Коль, при Бюро
интродукции". Доклад Комиссии был заслушан на заседании Научной Коллегии
института 16 ноября 1929 г. Некоторые из сотрудников Бюро интродукции
подтвердили невозможность работы с Колем. Многие из тех, кто не выступил на данном
заседании, подали заявления об уходе, мотивируя причины ухода по-разному, но
при разговорах в своей среде указывая на одну: несносный характер Коля. Каков
у него характер, Коль показал и на этом заседании. Ни с одним пунктом критики
он не согласился, и как сказано в протоколе заседания:
"...протестует против решения Комиссии, считая его неправильным, и
указывает, что вопрос о его смещении поднят некоторыми из сотрудников, ранее
работавших в Бюро, которые неправильно освещают факты".
Такое выступление подлило масла в огонь и подхлестнуло еще нескольких
человек на то, чтобы выступить с критикой заведующего. Заседание это было одним
из самых многолюдных за всю предшествовавшую историю института: в протоколе
указаны фамилии пришедших на собрание 49 ведущих ученых института и сказано,
что присутствовали и другие сотрудники (Вавилов в заседании не участвовал, в
числе присутствовавших указана жена Коля - Виноградова-Коль). Собрание
подавляющим большинством голосов приняло предложения Комиссии по проверке Бюро
интродукции (лишь трое голосовали против) . Коль заявил, что он "не согласен с
мнением Научной Коллегии и просит присоединить к протоколу особое мнение".
Неудивительно, что нормальные отношения дирекции с Колем после этого
окончательно расстроились. Увидев, что директор не защищает его так, как бы ему
хотелось, Коль стал нападать и на Вавилова, а выход из конфликта увидел
своеобразный - где только можно, хлестко и решительно обвинял Вавилова в ошибках,
непонимании того, что он делает, и даже во вредительстве. Нередко
повторявшаяся фраза "Все вавиловские коллекции в заграничных экспедициях собраны на
местных базарах" была пущена гулять именно Колем. Вполне закономерно, что он
написал обличительную статью против Вавилова.
Не один Коль атаковал Вавилова. В институт, скорее всего по прямому
указанию чекистов, был внедрен сначала в качестве "специального аспиранта" некто
Г.Н. Шлыков, имя которого будет часто встречаться дальше, и который столь же
оголтело и злобно стал выступать против Вавилова публично. Он же принялся
наводнять "Органы" своими докладными записками-доносами, в коих обвинял
Вавилова во вредительстве и шпионаже.
Аресты биологов,
агрономов и экономистов
в 1930 - 1933 годах
Как уже было сказано, в 1928 - 1930 годах были схвачены по обвинению в
создании "Союзного бюро РСДРП" и "Трудовой Крестьянской Партии" многие ведущие
специалисты в области экономики, особенно сельскохозяйственной, такие, как
С.К. Чаянов, Н.Д. Кондратьев, А.В. Чаянов, брат генетика С.С. Четверикова
Николай Сергеевич Четвериков - известный специалист по математической
статистике, Н.Н. Леонтьев, Я. П. Герчук, А. Л. Вайнштейн, В. А. Ревякин, Г.С. Кустарев,
В.Э. Шпринк, Н.И. Жиркович, И.Н. Озеров, Корсаков, Юрамалиат, В.И. Сазанов и
другие (первым атаку на лидера экономики Н;Д. Кондратьева повел Г.Е.
Зиновьев, в то время вступивший по сталинскому наущению в борьбу Бухариным), а
вместе с ними в тюрьмах оказались те из агрономов, кто не боялся высказываться
критически против новых порядков в стране и в сельском хозяйстве, прежде
всего крупнейший российский специалист в области агрономии А.Г. Дояренко.
В том же 1930 году чекисты завербовали Елену Карловну Эмме, сотрудницу ВИР
с 1922 года, цитолога, кариолога, позже селекционера и генетика, знавшую
немецкий, французский, английский, итальянский, шведский, голландский языки,
друга семьи Вавилова и непременного участника большинства встреч Вавилова с
иностранцами. Будучи доставленной в ОГПУ и запуганной угрозами, Эмме
согласилась подписать обязательство доносить об антисоветских высказываниях и
действиях Вавилова. "Ее агентурная кличка - "Дама", но доносов она не писала, а о
своем обязательстве рассказала Н.И. Вавилову, а также М.И. Ушакову, Барышеву
и своей племяннице А.С. Езерской". Ниже мы увидим, что столь мужественно и
порядочно вели себя далеко не все.
В числе первых арестованных в 1930 году были бывший саратовский губернский
агроном Губанов, родной брат Н. М. Тулайкова - директор Безенчукской опытной
станции Сергей Максимович Тулайков и агроном из Сталинграда Сережников. Был
заключен в тюрьму и будущий академик ВАСХНИЛ Иван Вячеславович Якушкин -
потомок декабриста Якушкина, человек, знавший Вавилова со студенческих лет (с
Николаем Ивановичем в Московском сельхозинституте училась родная сестра
Якушкина Ольга, потом проработавшая с Вавиловым пятнадцать лет) . В 1930 году
Якушкина, тогда сотрудника Воронежского сельскохозяйственного института,
продержали в тюрьме около года. Вышел он из нее благодаря тому, что согласился
сотрудничать с ОГПУ. В заявлении от сентября 1931 года Якушкин на 10
страницах показывал, что ВИР - гнездо антисоветской деятельности в области генетики
и селекции, а Вавилов - организатор и руководитель этой "банды врагов".
В 1931-1932 годах в СССР была арестована, заключена в тюрьмы и лагеря,
выслана на окраины - на Север (в Коми АССР), в Среднюю Азию, в Сибирь - большая
группа видных агрономов, агрохимиков, учеников Д.Н. Прянишникова, среди
которых был такой выдающийся специалист, друг Прянишникова, Шалва Рожденович Цин-
цадзе и другие.
Первые оговоры
Вавилова жертвами
сталинского террора
До 1930 года у Вавилова могло еще сохраняться убеждение, что массовые
репрессии в стране, развязанные Лениным и Сталиным, далеки от него лично. Как
было сказано выше, Вавилов и Тулайков публично и на самых авторитетных
партийных форумах объявили о своем полном согласии с положительной ролью
коллективизации и заявили, что она открывает блестящие возможности для расширения
агрономических исследований. По их словам, наука обеспечит прочную поддержку
этому социальному эксперименту. Такое отношение к коллективизации, казалось
бы, создало для них лучшую защиту от преследования чекистами. Возможно этим
объясняется тот факт, что вплоть до начала 1935 года Вавилову - выходцу из
среды миллионеров, отец которого в свое время эмигрировал из советской
России, удавалось оставаться на верхах и процветать в СССР.
Однако это благополучие было только на поверхности. В недрах ОГПУ уже
набирал силу другой процесс: чекисты собирали против академика разнообразные
обвинения. Нет ничего удивительного в том, что после первых же арестов те, кого
причислили к руководителям "Трудовой Крестьянской Партии", стали оговаривать
Вавилова. Слишком яркой была его фигура, слишком он был на виду, и так легко
было этим людям обвинить во всех грехах тяжких человека, про которого все
знали, что он - сын миллионера.
В одном из сверхсекретных "меморандумов" НКВД, отправленных лично Сталину в
1940 году, чекисты признавались, что вплоть до 1924 - 1925 годов Вавилов не
попал в их "детальную разработку". В эти годы группа Н.И. Вавилова пострадала
мало: лишь "...2-3 незначительных ареста из общего количества 600 сотрудников
в Ленинграде", - сообщали чекисты в меморандуме.
Постепенно их интерес к личности Вавилова возрос, им стало ясно, что можно
заработать одобрение Сталина, если "раскрутить Дело Вавилова", что и начало
воплощаться в жизнь. Во время ознакомления с "Делом Вавилова" в 1950-е годы
Поповский обнаружил, что первые обвинения во вредительстве и шпионаже
прозвучали от арестованного профессора И.В. Якушкина в 1930 году. Позже аналогичные
лживые обвинения были сделаны Колем. Однако поскольку они стали платными
агентами НКВД, их фамилии из большинства последующих документов НКВД были
изъяты. Своих агентов эта система не выдавала. Вместо этого чекисты ссылались
на показания против Вавилова, прозвучавшие из уст не Якушкина и Коля, а якобы
Г.Г. Дибольда, арестованного по "Делу Трудовой Крестьянской Партии" в 1930
году и обвиненного в том, что он был руководителем украинского отделения этой
"контрреволюционной организации". Во время допроса в марте 1930 года Дибольд
показал, что самые близкие к Вавилову сотрудники - враги советского
государства. Хотя Дибольд не назвал имя Вавилова впрямую, он заявил, что Писарев,
Таланов, Кулешов, Чинго-Чингас, Букасов, иными словами, ядро вавиловского
института "... определенно оппозиционно настроены как в отношении целевых
установок Октября, так и в отношении Соввласти".
Следующий сигнал был получен от "группы специалистов" союзного и
республиканского Наркомземов, Президиума ВАСХНИЛ, НИИ по хлопководству в новых
районах и Всесоюзного института растениеводства, обвиненных в 1930 году в
саботаже усилий партии по расширению посевов хлопчатника в СССР. Те, кто
руководили сельским хозяйством в стране, хорошо знали, что за решением этой
проблемы следил лично Сталин. Это знал, разумеется, и Вавилов, который вряд ли
случайно на пару с Лысенко проехал по нескольким районам Закавказья, осматривая
новые поля, отведенные под хлопчатник, давая рекомендации по лучшему их
размещению .
Вавилов в течение многих лет поддерживал тесные научные связи с одним из
крупнейших специалистов по этой культуре Гавриилом Семеновичем Зайцевым,
часто переписывался с ним, дружил с его семьей. Зайцев был в числе организаторов
Туркестанской сельскохозяйственной опытной станции в Ташкенте, его научные
работы были известны ученым во всем мире и были опубликованы во многих
зарубежных изданиях. Как уже было сказано в главе I, Зайцев неожиданно скончался
на пути в Ленинград на съезд по генетике в январе 1929 года. Поэтому нельзя
не поражаться слабой информированности чекистов, которые в 1932 году в
"Директивном письме" в верха писали о "вредительстве" Вавилова, утверждая, что
последний продолжает поддерживать связи с вредителями по хлопководству,
такими как Зайцев и Юферов, и что они совместно "консолидируют свои усилия . . .в
сопротивлении... форсированному развитию хлопководства в новых районах".
Наткнувшись на имя Вавилова в донесениях "борцов за хлопок", чекисты
"вспомнили" о показаниях против вавиловской школы, сделанных на Украине Ди-
больдом, и теперь обратили пристальное внимание на ВИР, квалифицируя этот
институт как "осиное гнездо врагов советских властей".
25 января 1931 года Сократ Константинович Чаянов - один из главных
обвиняемых по "Делу ТКП" показал на допросе в ОГПУ, что Вавилов, Писарев и Зайцев
препятствовали "прохождению вопроса с новыми районами культуры хлопчатника...
в 1925 и 1926 г.".
Несомненно, практика физического давления на подсудимых и вообще зверское
обращение с ними стали главным фактором в появлении ложных поклепов. Нельзя
исключить и того, что в зарождении оговоров именно Вавилова могла сыграть
роль зависть к его организационным, научным и общественным успехам.
Казалось бы, на организационном уровне было трудно к чему-то прицепиться:
Вавилов - прирожденный талант в сфере управления, он помнит и знает тысячи
людей, покоряет их своими знаниями, памятью о том, что каждый из этих тысяч
специалистов делает. При жизни о Вавилове шла слава, что, приезжая на каждую
из сотен станций, опорных баз и институтов и встречаясь с сотрудниками,
которых и видел-то может быть пару раз в жизни, он тем не менее отлично помнил их
имена и отчества, направление их работы, свои прежние беседы с ними и
завоевывал уважение, которого не удостаивался никто из коллег. Но у всякой медали
есть оборотная сторона - тем, кто оказывался в стороне и был этим обижен, эти
личностные качества Вавилова могли быть неприятны.
Благодаря исключительным организационным талантам и счастливо
складывавшейся судьбе Вавилову повезло встретить Горбунова и уговорить его стать
председателем Ученого Совета своего института. Горбунов еще сохранял ореол
ближайшего к Ленину сотрудника, к тому же он занимал один из важнейших
бюрократических постов в коммунистическом государстве, пост управделами СНК СССР, то
есть руководителя канцелярии председателя Правительства. Подружившись с
Горбуновым, Вавилов раздобыл "золотой ключик" и мох1 спокойно им открывать
заветную дверцу, ведущую к сейфам советской империи, наращивать бюджет своих
институтов, создавать массу других институтов, забирать в свои руки столько
власти, "сколько можно было забрать". У других такого доступа к средствам не
было, славы не было, роста не было, как не было и многого другого, и это не
прибавляло любви к счастливчику Вавилову.
На поприще научном Вавилов также добился многого: он был не только
образован, много знал, читал, он много писал сам, был знаком с крупными учеными и
держался с ними не так как Лысенко - издали и с опаской, - а на равных,
спокойно и уверенно. Всем было известно, что за ним стоит высокая наука - закон
гомологических рядов наследственной изменчивости, пионерские работы по
иммунитету у растений, теория происхождения культурных растений и лично
обнаруженные в экспедициях по всему свету центры происхождения культурных растений.
За ним тома сочинений, не каких-то жалких публицистических статеечек из
собственного смешного до нелепости журнала "Яровизация", а серьезных трудов,
изданных в разных странах.
Не удивительно, что разрастание авторитета Вавилова вызывало зависть и
плохо скрываемую злобу немалого числа руководящего люда. Завистливые неудачники
могли искать повод свести по сути мелкотравчатые счеты с баловнем судьбы.
Оказавшись за решеткой, многие из них поступились совестью и стали возводить
поклеп на "счастливца Вавилова", обвинять его в действиях, которые он никогда
не совершал, каких у него никогда не было и в помыслах.
А как иначе можно было свести с ним счеты? Тем, кто оставался на свободе,
но не любил или опасался его, представлялось доступным самое легкое в
условиях тех лет орудие борьбы с этим гигантом с бархатным голосом - злобное
шипение в кулуарах и ложь в подметных письмах в Органы или в клеветнических
посланиях Вождю Всех Времен и Народов - Сталину (у нас еще будет возможность
продемонстрировать это на примере доносов на Вавилова академика ВАСХНИЛ Бон-
даренко, с которым у Николая Ивановича сложились взаимно неприязненные
отношения) .
Возможно, не могла не отталкивать и рождать внутреннее недовольство,
особенно у тех, кто не знал Вавилова близко и не понимал масштабов его научных и
организационных дел, манера обращения академика с людьми, ему неприятными.
Вавилов был в хороших отношениях не только с Горбуновым, с его
непосредственным начальником - председателем Правительства СССР А.И. Рыковым, с
могущественным членом Политбюро СМ. Кировым и еще сохранявшим силу Бухариным, он
знал многих других властителей той жизни, и они знали его. В этой среде
царили особые нравы, был развит свой - начальственный стиль общения с людьми, и
Вавилов, будучи человеком восприимчивым к внешней среде, артистичным и любя-
щим искусство, невольно воспроизводил такой стиль в своем поведении. Большой
начальник, любимчик властей и журналистов, красавец-мужчина и жизнелюб, он,
как вспоминают многие из тех, кто знавал его лично, хоть и не близко, нередко
вел себя вальяжно и разыгрывал нетерпеливого барина. С близкими ему по духу и
с людьми непосредственно с ним работавшими, даже с далекими от него
коллегами, с какими приходилось контактировать по науке, он никогда ни барином, ни
вальяжным начальником не был. Напротив, его вспоминали в собственном
окружении как человека не застенчивого, но милого, доброго и заботливого, хотя и
требовательного в делах. Другое дело с людьми ему далекими и особенно с теми,
кто был ему неприятен. Тут он менялся на глазах. Он любил, чтобы его
распоряжения выполняли без лишних вопросов, и не любил, когда ему перечили (об этих
свойствах Вавилова рассказывают многие ученые, знавшие Вавилова лично).
Конечно, эта нетерпеливость могла обижать людей, и, оказавшись в кабинетах
следователей, они наговаривали на Вавилова неправду.
Так или иначе, но в документах ОГПУ, а затем НКВД, начиная с 1924 года, все
чаще стала встречаться фамилия Вавилова среди тех, кого арестованные называли
врагами советского строя. В 1931 году были "взяты в разработку Экономическим
Управлением ОГПУ (ЭКУ ОГПУ) группы ученых, подозреваемых в контрреволюционной
деятельности", которые работали по мнению чекистов в тесном взаимодействии с
Вавиловым:
"...группа проф. ЯЧЕВСКОГО в Ленингр. И-те Защиты растений, группа
фабриканта МУРАВИНА в Ин-те механизации в Москве, группа Шейкина в И-те Кукурузы в
Днепропетровске, группа СИМИРЕНКО в Плодо-Ягодн. Ин-те в Киеве, группа КАЛ-
ГУШКИНА в Сортсемтресте в Москве, группа ДОМРАЧЕВА в Союзсеменоводе в Москве,
группа ЛИСКУНА в Ин-те животноводства в Москве, группа хлопковиков в Москве и
ДР.".
В начале осени 1931 года Вавилов как Президент ВАСХНИЛ проехал по многим
научно-исследовательским учреждениям Украины, переговорил лично с сотнями
специалистов, а сразу за этими визитами начались аресты.
"Все эти лица, встречавшиеся с Вавиловым, работают на руководящих постах в
различных отраслях сельского хозяйства и почти поголовно изобличены по
следственным делам о к-р (контрреволюционных - B.C.) группировках (проф.
РОЖДЕСТВЕНСКИЙ , проф. САПЕГИН, проф. ЛЕВШИН, ЛЕДОВ, ЛЕБЕДИНСКИЙ, ШЕЙКИН и др.".
В 1932 - 1933 годах аресты лидеров сельскохозяйственной науки страны
продолжились. Был репрессирован агроном по образованию, зам. наркома совхозов
СССР, член коллегии Наркомзема СССР и вице-президент ВАСХНИЛ Моисей
Михайлович Вольф. Большинство арестованных по "Делу 35-ти" были расстреляны. Среди
них был профессор-ветеринар Сизов, который дал показания о сообщниках по
"вредительству в животноводстве" и назвал в числе руководителей
антигосударственного заговора профессоров Белицера и Циона (их тут же арестовали), а
заодно Вавилова. Затем в заключении оказались ведущие специалисты из других
областей сельскохозяйственной науки - Гандельсман, Кузнецов, Андреев, Эдуард
Эдуардович Керн (родственник эмигрировавшего из советской страны А.И. Стебута
- профессора Белградского университета и доброго знакомого Вавилова). В
Москве был схвачен агроном Калечиц, которого обвинили в руководстве еще одной
мифической антигосударственной группой - "Московской контрреволюционной
организацией" . Многих из арестованных Вавилов лично знал, с некоторыми, как, в
частности с Вольфом, взаимодействовал по службе.
Массовые аресты
сотрудников ВИР'а
В марте 1932 года волна арестов докатилась и до ВИР'а. Был арестован
сотрудник ВИР Николай Павлович Авдулов, специалист по кариосистематике злаков.
Видимо, первым из близких к Вавилову сотрудников он под пытками пошел на то,
чтобы быстро дать показания против шефа, обвинив его в шпионской деятельности
(Авдулов показал, что Вавилов якобы пытался завербовать его самого для
передачи шпионских сведений за границу, он даже оговорил свою маму, живущую в
Польше, заявив, что такая передача была сделана через неё). Авдулов
подписался под протоколом допроса, в коем утверждалось, что в ВИР'е существует
контрреволюционная организация, возглавляемая Вавиловым, и что он вообще руководит
широкой вредительской деятельностью в области сельского хозяйства. Но эти
вырванные у жертвы произвола "признания" не уберегли информанта от мести
чекистов : на три года он был направлен на строительство Беломорканала.
В начале 1933 года ВИР был буквально дезорганизован, а все смертельно
напуганы массовыми арестами ведущих сотрудников института, произведенными с 5
февраля по 5 марта Полномочным Представительством ОГПУ в Ленинградском
Военном Округе. Было схвачено и заключено в тюрьму ядро института - более 20
человек, большинство из тех, кто непосредственно и близко общался с Вавиловым:
А.И. Байдин - сотрудник библиотеки ВИР в Детском Селе, Николай Николаевич
Кулешов - зав. Секцией кукурузы, Алексей Дмитриевич Лебедев - зав. Лабораторией
прядильных растений, Григорий Андреевич Левитский - член-корреспондент АН
СССР с 29 марта 1932 г. и зав. Отделом цитологии (он подвергался аресту сразу
после революции и затем был арестован в 1937 году, вскоре выпущен, а затем
арестован в четвертый раз в 1941 году и погиб в заключении), Н.А. Максимов -
член-корреспондент АН СССР с 1932 года и зав. Отделом физиологии растений (в
1935 роду была арестована его жена Татьяна Абрамовна Красносельская-
Максимова), Виктор Евграфович Писарев - зам. председателя Научного Совета
института и зав. отделом селекции, Виктор Иванович Сазанов - зам. зав. Госсор-
тсетью, Сергей Леонидович Соболев - зав. Кубанской (Майкопской) опытной
станцией ВИР, Виктор Викторович Таланов - член-корреспондент АН СССР с 1931 г.,
селекционер, семеновод и ученый специалист, ответственный за руководство Гос-
сортсетью, Константин Матвеевич Чинго-Чингас - зав. мукомольно-хлебопекарной
лабораторией (находился в камере предварительного заключения до 4 мая 1933
г., после чего был сослан в Томскую область, в 1937 г. снова арестован и
погиб в заключении 22 марта 1942 г.), ученый специалист по плодоводству Михаил
Григорьевич Постов, Алексей Дмитриевич Лебедев - зав. лабораторией прядильных
растений, несколько сотрудников младшего звена. Большинство из них проходило
по "Делу Трудовой Крестьянской Партии".
1 апреля 1933 года был арестован Михаил Григорьевич Попов, ведущий
специалист отдела плодоводства, в момент ареста работавший зав. Среднеазиатским
отделением ВИР. Оказался в числе арестованных в 1933 году и А.К. Коль.
ОГПУ начало аресты в момент, когда Вавилов был в своем последнем
заграничном турне в Центральную и Южную Америку. Он уехал в августе 1932 года, а
вернулся 26 февраля 1933 года. Сразу же по возвращении он попал в жуткую
атмосферу запуганности всего ВИР'а, но не пал духом, не ушел на дно, затаившись
до лучших времен, а с решимостью и поразивших многих смелостью бросился на
защиту арестованных сотрудников: встретился с руководством Ленинградского
обкома и ОГПУ, обратился к наркому земледелия СССР и члену ЦК ВКП(б) Я.А.
Яковлеву с аргументированными письмами, содержащими положительные характеристики
на каждого из арестованных. Всего за 1933 - 1937 годы Вавилов обращался к
наркому Яковлеву с просьбами о выпуске на свободу 44 ученых (только в 1934
году 15 раз) , а Яковлев (в отличие от Кагановича и большинства других
наркомов) шел на то, чтобы поддержать просьбы Вавилова. Благодаря этим усилиям
большую часть арестованных выпустили на свободу к сентябрю 1933 года (правда,
известно, что Кулешов был освобожден 17 ноября), а к началу следующего года
все жертвы первых арестов были вырваны из лап ОГПУ.
Зная сегодня исторические факты о поведении большинства руководителей науки
СССР тех лет, приходится только поражаться порядочности и бесстрашию Н.И.
Вавилова, несомненно отчетливо понимавшего, что каждым таким письмом он роет
самому себе яму, но продолжавшего бороться всеми доступными ему способами за
жизнь невинно пострадавших.
Репрессии на этих арестах, однако, не остановились. В 1935 году группа
сотрудников ВИР (Иван Васильевич Кожухов, Михаил Федорович Петропавловский,
Римма Петровна Белоговская, Ася Васильевна Дорошенко, Венедикт Петрович
Алексеев и другие) была арестована, а затем выслана из Ленинграда в северные
районы и в Сибирь.
Оговоры Вавилова
его сотрудниками
Вставший на защиту своих арестованных сотрудников Вавилов вряд ли мох1
знать, как они вели себя в заключении в отношении его самого. Как выяснилось
позже, их поведение было различным. Например, Левитский "решительно отрицал
все обвинения" в свой адрес, не дал никаких показаний против Вавилова, и хотя
чекистам не к чему было прицепиться, он, тем не менее, "был приговорен к 3
годам административной высылки в Западную Сибирь". Не в последнюю очередь
благодаря ходатайствам Вавилова, он сумел все же доказать свою невиновность и
в декабре 1933 года вернулся на работу в Ленинград. Конечно, не один
Левитский удержался во время следствия от наговоров на Вавилова. Например, имена
Чинго-Чингаса и Попова никогда не упоминались в документах ОГПУ в числе тех,
кто доносил на Вавилова или обвинял его в противоправных действиях. Почти все
остальные арестованные в той или иной степени согласились со следователями
или по собственной воле дали показания, что их директор Вавилов вовлекал их
во вредительскую деятельность. Возможно, по этой причине, а возможно в связи
с решением ОГПУ, ни один из этих людей не вернулся в ВИР. Правда, и Чинго-
Чингас с Поповым в Ленинград не вернулись, а были сосланы в отдаленные места
(Попова выслали в Алма-Ату, позже он перебрался во Львов, стал членом-
корреспондентом АН УССР, а затем жил и работал в Иркутске). И все-таки
поведение Левитскохю, Эмме, Чинго-Чингаса, Попова было уникальным. Большинство
повело себя иначе. Поповский сообщал в своей книге, что с серьезными
наговорами на Вавилова во время пребывания в застенках ОГПУ выступил Коль, который
"на первом же допросе... показал, что в ВИР'е действует контрреволюционная
группа, возглавляемая академиком Вавиловым. Повторился тот же вариант, что и
с Якушкиным". Как и Якушкин, Коль пошел дальше: он согласился сотрудничать с
ОГПУ и служить доносчиком о всех замеченных непорядках в работе Вавилова.
Если действия Коля объяснимы его внутренним недовольством Вавиловым и
затаенными личными обидами на директора, то ничем иным как запугиванием чекистами
нельзя объяснить поведение других вавиловских сотрудников. Писарев, Таланов,
Максимов, Кулешов и другие не смогли удержаться и дали показания против
Вавилова . Особенно оговаривал своего патрона Писарев. Он занимал особое место в
ВИР'е, председательствовал на заседаниях Научного Совета в отсутствие
Вавилова, на равных правах с директором принимал участие в определении научной
политики института, писал сотрудникам по поручению Вавилова длинные назидания
по поводу их работы. Так, в Архиве ВИР имеется письмо Писарева Карпеченко от
27 февраля 1926 г. на 8 страницах машинописного текста, в котором Писарев
выговаривал Карпеченко за то, что последний недостаточно повернулся лицом к
практике и не слушает, как надо, начальников:
"...всякая работа в нашем Институте должна иметь совершенно определенный
плановый характер... никакое партизанство в смысле выделения какого-нибудь
одного вопроса - хотя бы и очень интересного - не может быть допущено.
...Очень жаль, Георгий Дмитриевич, что Вы меня мало информировали о Вашей по-
ездке; я не беру в счет Ваше сообщение, где и сколько раз у какой
знаменитости Вы завтракали... Надеюсь, что с Вашим приездом мы быстро наладим этот
генетический центр и вместе с Вами попытаемся использовать весь тот опыт,
который в этом отношении есть у меня, так как здесь нужно много такта и пожалуй
еще больше авторитетности".
На допросе 24 февраля 1933 года Писарев показал, что якобы:
"...с целью согласованного проведения в системе ин-та мероприятий,
рассчитанных на противопоставление установкам Сов. власти и коммунистической
партии. .. нам нужно было создать свою законспирированную организацию и эта
организация была создана".
Через месяц с небольшим (на допросе 5 апреля 1933 г.) Писарев резко
увеличил объем информации, преподнесенной следователям ОГПУ и, основываясь на
своих знаниях как "правой руки" Вавилова - его заместителя в дирекции и
доверенного лица в Научном Совете ВИПБиНК, напряг память, чтобы ничего не пропустить
(видимо, Виктор Евграфович очень волновался, поэтому в подписанном им тексте
много орфографических ошибок):
"В отношении связей акад. Н.И. ВАВИЛОВ в Москве и на периферии я могу
сообщить следующие данные:
В Москве ВАВИЛОВ находился в очень тесной и дружеской связи с ДОЯРЕНКО, С.
ЧАЯНОВЫМ, А. ЧАЯНОВЫМ, КОНДРАТЬЕВЫМ, МАКАРОВЫМ, РЫБНИКОВЫМ (последние четыре
проф. - экономисты), проф. ЛИСИЦЫНЫМ (Московск. сельхозцентра) и проф.
КОЛЬЦОВЫМ Н.К. (кажется директор ин-та экспер. биологии) и проф. ЛИСКУНОМ, дир.
ин-та животноводства.
На Средней Волге ВАВИЛОВ имел связи с проф. КОНСТАНТИНОВЫМ, дир. селекции,
ст. в Кинеле под Самарой, в Казани с проф. ТИХОНОВЫМ (научн. руководит.
Казанского селекц. центра)
На Нижней Волге ВАВИЛОВ очень часто бывал в Саратове, где у него были связи
с дир. ин-та засушл. хоз-ва акад. ТУЛАЙКОВЫМ и проф. МЕЙСТЕРОМ (директ. Ниж-
не-Волжск. Селекцентра).
На Северном Кавказе ранее ВАВИЛОВ часто бывал у дир. Донск. селекц. ст.
проф. ЛЕБЕДЕВА, а затем в Краснодаре на Табаководческой станции у проф. ШМУ-
КА, СМИРНОВА И ПАЛАМАРЧУКА.
В Закавказье, в Тифлисе у ВАВИЛОВА были очень близкие связи с коллективом
ботаников в Тифлисском ботаническом саду (проф. СОСНОВСКИЙ, проф. ДЕКАПРЕЛЕ-
ВИЧ, проф. ТРОИЦКИЙ - последний теперь в Эревани, кажется, и проф. - фамилия
немецкая, ее забыл, завут Александр Альфонсович, теперь работает в Баку).
В Эриване у ВАВИЛОВА были связи с вышеуказанным профессором ТРОИЦКИМ и
проф. ТУМАНЯНОМ, а в Баку с проф. ЛЕБЕДЕВЫМ и проф. БРАЖАЗИЦКИМ.
В ЦЧО ВАВИЛОВЫМ поддерживалась связь с проф. ЯКУНИНЫМ и его ассистентом
УСПЕНСКИМ, селекционером ПОПОВЫМ И.И.
На Украине ВАВИЛОВ очень часто бывал в Одессе у академика САПЕГИНА и
последнее время старается его перевести в Ленинград.
В Киеве ВАВИЛОВ поддерживал близкие отношения с проф. КОЛКУНОВЫМ и проф.
ЛЕВШИНЫМ.
В Харькове из лиц, с которыми поддерживал тесную связь ВАВИЛОВ, можно
назвать акад. СОКОЛОВСКОГО (кажется президент с/х акад. Украины), проф.
ЕГОРОВЫМ и проф. ЯНАТОЙ.
В Средней Азии (в Ташкенте) из близких ВАВИЛОВУ лиц можно назвать проф.
БАРАНОВА, проф. ДИМО, селекционера ДЕРЕВИЦКОГО (теперь в ЦЧО в селекцентре на
Степной станции) и селекционера Главхлопка проф. БЕЛОВА.
При поездке через Сибирь на Д.Востоке Н.И.ВАВИЛОВ установил знакомство и
связи:
В Омске - Зап. Сибирск. селекцентр - с БЕРГОМ и ЦИЦИНОМ.
В Красноярске - на опытной станции (теперь это Средне-Сибирский селекцентр
при совхозе Камала) с МЕЙНЕКОМ, в Благовещенске на Амурской селекционной ст.
с 30Л0ТНИЦКИМ.
В Тулуне (Вост. Сиб. край) на Тулунской Селекционной ст. с ГУСЕЛЬНИКОВЫМ.
Во Владивостоке в Университет с проф. САВИЧ и проф. СОБОЛЕВЫМ (последний
теперь работает на Сев. Кавказе, заведывает Сев. Кавк. отдел ВИР'а)."
Получив такой список фамилий, ОГПУ могло считать себя надолго обеспеченным
работой. В течение почти десяти последующих лет многие из тех, кого Писарев
назвал в своем доносе, оказались за решеткой. Сам Писарев дожил до 90 лет, и
в целом обеспечил себе полную успехов и наград жизнь, стал академиком ВАСХ-
НИЛ. В разгар лысенковского владычества в науке - в 1951 году - он был
удостоен Сталинской премии. В 1962 году его наградили Золотой звездой Героя
социалистического труда и орденом Ленина. О нем были написаны еще при жизни
хвалебные книги, в которых ни слова о пребывании в заключении в 1933 году не
было сказано. Только недавно из следственного дела Вавилова стало ясно, что
он, как и подавляющее большинство арестованных, был сломлен нечеловеческим
обращением, "признал" на допросах правдой то, что от него ждали следователи.
Возможно благодаря такому поведению, а не только письмам Вавилова,
пребывание Писарева и его коллег за решеткой оказалось в тот год непродолжительным.
Столь же быстро оказался на свободе Коль, хотя никто не может сказать сегодня
точно, был ли его арест серьезным, или взяли Коля для отвода глаз, после
заключения в тюрьму и высылки большой группы действительно близких к Вавилову
людей.
Но, даже отпустив на волю своих пленников (многих лишь временно) чекисты
продолжали использовать их показания для обвинений других людей и, прежде
всего, Вавилова, Карпеченко, Левитского и Говорова. Так и переходили из
документа в документ фразы из протоколов допросов Авдулова, Писарева, Таланова,
Кулешова и других вавиловских сотрудников. Вырванными у незащищенных жертв
лжепризнаниями чекисты обосновывали снова и снова требования отдать им на
растерзание Вавилова, а потом, после его ареста, выкладывали перед невинным
академиком страницы из подписанных его коллегами протоколов допросов, в
которых его имя было связано с нелепой и страшной неправдой.
Конечно, сегодня, спустя три четверти века, трудно воспроизвести моральную
атмосферу тех дней, понять, как мог спокойно работать Вавилов, не паниковал,
не расслаблялся и не озлоблялся. Из опубликованных выступлений и статей
Вавилова в 1933-1937 годах перед нами встает лицо оптимиста и жизнелюба, не
запуганного , не деморализованного. Он ведет огромное дело, ведь его институт -
самый большой в стране, если не в мире: в нем трудятся почти полторы тысячи
сотрудников, больше, чем в полусотне других институтов вместе взятых. Ни
физикам , ни химикам такие масштабы в те годы даже не снились. Времена, когда
Сталин захочет, чтобы ученые создали атомную и водородную бомбу, еще не
настали, поэтому многотысячные коллективы физиков и техников, брошенные на
решение этих суперзадач, еще далеко впереди. Пока только для Вавилова создана
махина ВИР'а. Он к тому же руководил далеко не маленькой Всесоюзной Академией
сельскохозяйственных наук имени Ленина - ВАСХНИЛ, в которую входили десятки
институтов, созданных с непосредственным его участием. Он же - директор
большого Института генетики АН СССР. Такая масса взваливаемых на себя дел и
административных постов может трактоваться и иначе - как стремление к нездоровому
монополизму. Заниматься собственно научной работой Вавилов уже не мог, он
стал могучим организатором и администратором советской науки.
В ОГПУ начинают детально
разрабатывать "Дело Вавилова"
К весне 1932 года ОГПУ накопило много обвинений против Вавилова. Ему инкри-
минировали вредительскую и шпионскую деятельность, ненависть к советскому
строю и правительству. С доказательствами обвинений дело было совсем плохо,
но это мало кого волновало. Теперь собранный материал можно было двинуть
наверх. В обширном документе на сорока одной странице машинописного текста,
названном "Директивное письмо", обвинения были собраны воедино. 14 марта 1932
года его отправили сразу в несколько адресов на верхи. Авторами документа
были безымянный представитель 8-го отдела Экономического Управления ОГПУ (ЭКУ
ОГПУ) и начальник Экономического Управления ОГПУ Миронов. Мы еще встретим
фамилию этого чекиста, бомбардировавшего верхи сигналами о вредительской и
шпионской деятельности Вавилова на протяжении многих лет.
В документе не были упомянуты Якушкин и Коль, зато были приведены новые
показания против ВИР'а и Вавилова, и было, например, сказано, что еще один
сигнал поступил из офиса Лаврентия Берия, руководившего тогда Закавказским ГПУ:
"В письме №5766 с/к от 29 марта 1931 г. ЭКО Зак. ГПУ сообщило..., что
Абхазский филиал ТКП почти до самого последнего времени поддерживал связи с
Москвой. .. пользуясь в области вредительства и подготовки к интервенции
директивами центра... полевода Таланова".
Концы в этом сообщении не сходились, так как назывался сотрудник
ленинградского Института - ВИР'а - В.В.Таланов, а утверждалось о связях абхазских
"врагов" с Москвой. Но так уж получалось у чекистских знатоков, что мелочи,
вроде вредительства давно покойного Зайцева или неувязка с географическим
положением Таланова, живущего не в том месте, где он якобы вредил, не мешали
главному: чекисты демонстрировали властям, что враг не дремлет, но и они не
почивают на лаврах, открывая всё новых врагов, среди которых теперь оказалась
новая крупная добыча - Вавилов.
Во многих документах ОГПУ и НКВД содержится ссылка на то, что через
несколько месяцев после "открытия" вредительских действий Вавилова чекистами из
Грузии, подтверждения его "вредительства" пришли из "бдительных органов" с
Украины, из Ленинградского Военного Округа и из других мест (ЭКУ ОГПУ, ЭКО ПП
ОГПУ по ПВО, ЭКО ПП ОГПУ по ЦЧО, ЭКО ПП ОГПУ по НВК и др.). Проходят в этом и
многих последующих документах и фразы об анонимных партийных источниках
информации по Вавилову:
"Поступило ряд сообщений (орфография Директивного письма ОГПУ от 14 марта
1932 г. сохранена - B.C.) партийцев Москвы и Ленинграда об антисоветской
работе группы специалистов в ВИР и об "осином гнезде" в Ленинграде... Все эти
материалы послужили серьезнейшим основанием к форсированной и широкой
разработке к.-р. группировки ВАВИЛОВА" (выделено мной - B.C.).
Как всегда было с плетением интригующих фальшивок, когда, прежде всего, для
обосновании причин зловредных действий искали идейно-политическую подоплеку,
такую же подоплеку немедленно нашли и в отношении "осиного гнезда". Длинный
отрывок из "Директивного письма" хорошо передает настрой чекистского
начальства:
"Возникнув с дореволюционных времен на базе Ученого Комитета царского
департамента земледелия, группа быв[ших] ответственных чиновников указанного
департамента и буржуазных ученых сгруппировала в Ленинграде за годы революции
под различными организационными формами, сперва как Государственный Институт
Опытной Агрономии, затем как Всесоюзный Институт Прикладной Ботаники и Новых
Культур и, наконец, как Всесоюзный Институт Растениеводства... значительные
антисоветские кадры буржуазных теоретиков и практиков сельского хозяйства.
Стоя в стороне от практической деятельности по сельскому хозяйству, занимаясь
отвлеченными теоретическими трудами на основе буржуазных теорий и
организацией экспедиций во все части света для отыскания новых видов растений, -
указанная группа, возглавляемая с 1924 года профессором ВАВИЛОВЫМ, стала центром
притяжения агрономических трудов кадров, саботирующих соввласть и не желающих
участвовать в социалистическом строительстве".
В этом документе чекисты впервые открывают имя их основного информатора,
внедренного в ВИР, - Григория Шлыкова. Сопоставляя изложение в "Директивном
письме" "фактов вредительства" Вавилова с тем, что Шлыков писал во множестве
его обращений в разные государственные органы, в газеты и журналы, что он
говорил во время своих постоянных публичных нападок на Вавилова в его же
институте, можно однозначно прийти к выводу, что именно его усилиями в ОГПУ была
сплетена основная канва обвинений Вавилова и сложилась фразеология обвинений.
Именно Шлыков, по свидетельству хорошо его знавших профессоров Синской, Бах-
теева, Фляксбергера и других, постоянно писал в разнузданно демагогических
выражениях о якобы научной никчемности Вавилова. К 1932 году научный
авторитет Вавилова и в стране и в мире был бесспорен. Казалось бы, с этой стороны к
нему не подступиться. Но Шлыков, Коль, Якушкин отвергали именно научную
значимость работ Вавилова, и эти наветы на весомость вавиловских достижений в
науке были вставлены в "Директивное письмо" огэпэушными "исследователями":
"Широкая известность ВАВИЛОВА как советского ученого, известность в
значительной мере им создаваемая, скрывает лицо незаурядного идеолога аграрной
контрреволюции... Вавилов - типичный авантюрист в научной области... Его
научное "имя" весьма сомнительной ценности".
"Вместо серьезной научно-исследовательской работы на базе марксистско-
ленинской методологии и достижений физики и биологии, старое буржуазное
опытничество, ставка на опыт, гадание на гуще ("вырастает не вырастает", "будет
мутация (изменение вида растений) или не будет").
...ВАВИЛОВ во всех своих программных и деловых выступлениях... делает
основной упор на проблеме "мировых растительных ресурсов", вопросе общем для
социалистического сельского хозяйства, а не на вопросах агротехники,
организации с-х., укреплении колхозов, производительности и т. д. - вопросах
больных для соц. реконструкции сельского хозяйства, выражая этим политику
саботажа в важнейших проблемах строительства социалистического хозяйства".
И, тем не менее, хотя слова о никчемности научных поисков Вавилова были
включены в документ, чекисты вынуждены были признать несколько важных
положений относительно научной роли Вавилова в стране:
"Участие группировки ВАВИЛОВА в техническом разрешении ряда кардинальных
вопросов сельского хозяйства страны усилилось за последнее время..., [в ВИРе
работает] 1200 чел. высококвалифицированных специалистов - техников сельского
хозяйства, среди которых имеется ряд имен с мировой известностью... На
местах, в Москве, Украине, Сев. Кавказе, Средней Азии, Закавказье, Дальнем
Востоке и т. д. группировка ВАВИЛОВА представлена десятком отделений и десятками
сортоиспытательных участков И-та Растениеводства, заполненных личным
составом, аналогичным И-ту, мощной разветвленной сетью официальных и личных связей
и знакомств во всех руководящих и технических органах сельского хозяйства, в
центре и на местах и всех научно исследовательских институтах в ряде городов
Союза...
Группировка ВАВИЛОВА, возглавляя ныне Всесоюзный Ин-т Растениеводства,
руководящий всей научно-исследовательской деятельностью во всех отраслях
растениеводства СССР, фактически держит в руках пути и методы дальнейшего развития
земледелия Союза" (выделено мной - B.C.).
"Группировкой совершенно усвоена марксистская фразеология, советский
порядок решения вопросов, слабые и сильные стороны советского аппарата и
партийного руководства, способ и методы определения политических убеждений и
настроений отдельных лиц, имеется достаточная ориентировка во всех политических
вопросах текущего момента".
Затем авторы документа утверждали, что "Мнимые советские настроения,
доходящие до готовности вступить в ВКП [Всесоюзная Коммунистическая Партия -
B.C.] ради того, чтобы быть в центре и получать заграничные командировки,
приспособленчество, двурушничество, умелое скрывание убеждений и взглядов -
стали основными маскирующими средствами к-р работы [группировки Вавилова]".
Чтобы убедить руководство страны в последнем, главное место в "Директивном
письме" было обращено на обоснование разносторонней враждебной советскому
государству научной и организационной деятельности Вавилова. Начинались
объяснения с того, сколь злонамеренно Вавилов ограничивает приток в его огромный
институт членов партии (якобы всего 10-15 большевиков на 1200 сотрудников),
затем утверждалось, что он поддерживает связи с врагами Соввласти за рубежом,
что в сообществе с Талановым Вавилов пытался протащить в сельское хозяйство
СССР принципы американской организации этого сектора экономики и американские
фирмы ("протежирует американские капиталистические интересы в пику интересам
Советской власти") и одновременно "является агентом английской
контрразведки", затем объяснялось, как он ненавидит советскую власть ("Политические
позиции группировки ВАВИЛОВА резко враждебны коммунистической партии и
Советской власти") и как умело скрывает ненависть к советскому строю и компартии.
Почти половину огромного по объему "Директивного письма ОГПУ" занимали
обвинения Вавилова во вредительстве в растениеводстве СССР. Эти обвинения для
вящей убедительности были разбиты на множество пунктов и подпунктов, касались
вредительских рекомендаций по разным сельскохозяйственным культурам. Были
среди них и весьма занятные. Все в стране отлично понимали, что вину за
истребление лучших сортов пшеницы и других культур нужно было возлагать на тех
в Кремле, кто развязал тотальную коллективизацию и экспроприацию всего зерна
у крестьян. Теперь же вину за гибель сортов чекисты возлагали на Вавилова. Он
же, оказывается был виновен в "срыве работ по селекции кукурузы, сои,
конопли, люцерны и т. д.", хотя чуть ниже утверждалось, что он, напротив, "вредил"
тем, что призывал занимать "лучшие земли (пшеничные и хлопковые земли)...
кукурузой" , а еще ниже в вину Вавилову было поставлено то, что он" скрывал
зимостойкие и засухоустойчивые урожайные сорта кукурузы" и оказывал
"сопротивление продвижению кукурузы на север... и развитию семеноводства кукурузы".
Логики в этих взаимоисключающих обвинениях не было. Читая утверждение, что
Вавилов виновен в последнем "грехе" - в сопротивлении продвижения кукурузы на
север - нельзя сразу же не вспомнить кукурузную эпопею Н. С. Хрущева, когда
тот требовал продвигать "королеву полей" всё севернее, полностью воспроизводя
пожелания чекистов. Время показало, что и чекисты и Хрущев принесли огромный
вред стране. Вавилов (если только и эта его "вина" не была высосана из
пальца) в этом вопросе оказался прав.
Два пункта обвинения чекистов были вполне понятны: с нескрываемым
раздражением они писали о "деятельности... вавиловской группировки по ходатайствам за
арестованных [ранее чекистами] вредителей, ... составление списков на
освобождение, паломничество родственников арестованных к ВАВИЛОВУ". Поступая так,
Вавилов лишал чекистов лавр защитников социалистического отечества, так как
оказывалось, что они хватали людей, чью невиновность удавалось легко
доказать . Второй пункт раздражения был связан с тем, что Вавилов не опирался на
членов ВКП(б), а предпочитал им "быв[ших] чиновников департамента земледелия,
представителей земства, помещичьих элементов, деятелей кадетской и эсеровской
партий...".
В последней части "Директивного письма" "аналитики" из ОГПУ нашли еще одну
тему для глубокомысленных обсуждений - противопоставление "прусско-датского
пути" развития сельского хозяйства "американскому пути". Первый якобы
заключался "в апологетике... МЕЛКОГО сельского хозяйства, являлся уделом всех
выброшенных и ликвидированных Октябрьской революцией идеологов аграрной
контрреволюции (КЕРЕНСКИЙ, ЧЕРНОВ, ЩЕПКИН, КОНДРАТЬЕВ, ЧАЯНОВ, ЧЕЛИНЦЕВ, САДЫРИН и
др.)", а второй - в развитии КРУПНЫХ хозяйств по американскому образцу, что
поддерживал В.В. Таланов. Воспользовавшись тем, что ЧК-ОГПУ "выбросила и
ликвидировала" всех сторонников первого пути, Вавилов и его группа якобы заняли
освободившееся место и лишили тем чекистов радости победы над врагом: снова
надо было бороться и побеждать, теперь уже "американистов" вавиловского
клана. Никакой пользы в "американизме" чекистские авторы Директивного Письма не
усматривали, хотя "догнать и перегнать" капиталистические страны (как опять
не вспомнить перепев этого же призыва тридцатью годами позже Хрущевым), по их
мнению, мешала как раз "американская группировка Вавилова":
"Изменившаяся хозяйственно-политическая обстановка, ликвидация кулачества
как класса, коллективизация, строительство крупных механизированных совхозов,
социалистическая реконструкция сельского хозяйства уничтожили пути и
возможности буржуазной реставрации через рост капитализма в деревне. Поэтому
вредительство, срыв, задержка темпов социалистической реконструкции и
сопротивление ей, постоянное подчинение сельского хозяйства Союза иностранной, и в
первую очередь, американской, зависимости, не давая возможности СССР "догнать",
а тем более "перегнать" капиталистические сельско-хозяйственные страны -
являются основными методами и задачами контр-революционной борьбы
"американской" группировки Вавилова".
В заключительных абзацах Письма, направленного высшим руководителям страны,
был сделан намек на существование еще более разветвленной вредительской
организации - всей Академии Наук СССР:
"...по самым общим оперативным намекам, требующим дальнейшей разработки,
можно предположить, что вавиловская группировка является только
сельскохозяйственной частью той общей контр-революционной организации, которая
складывается в недрах Академии Наук СССР..." (выделено мной - B.C.).
Все до одного пункты обвинений были обоснованы не просто беспомощно, а
вопиюще беспомощно. Особенно плохо обстояло дело с доказательствами шпионской
деятельности Вавилова. По сути ни одного заслуживающего доверия факта, такого
как поимка Вавилова с поличным или задержание в момент передачи им на Запад
секретных материалов, доказано не было.
Вместо этого были названы фамилии четырех "врагов" советской страны, якобы
"изобличенных материалами ОГПУ в руководстве и финансировании к-р
[контрреволюционного] движения в СССР". Двое из "финансистов" были бедно живущими в
эмиграции учеными, отлично известными во всем ученом мире, - проф. СИ. Ме-
тальников из Пастеровского института и проф. А.И. Стебут из Белградского
университета . Назван был еще один эмигрант из России, живущий в Берлине, - П. Ф.
Шлиппе («автор статьи об истории фирмы Вильморенов в "Трудах по прикладной
ботанике"»), и германский дипломат - Аухаген. Фамилии двух последних
приводились и здесь и впоследствии без указания имен, и невольно складывалось
впечатление , что даже их имен ОГПУ не знает. Ни одного установленного эпизода
обмена ими с Вавиловым чем-то предосудительным не было приведено вообще.
Столь же мало доказательны были обоснования всех остальных пунктов шпионажа.
В целом при отсутствии решающих доказательств правоты выставленных
обвинений документ носил безапелляционный характер. Обвинения были категоричными,
призывы к немедленной расправе с Вавиловым и его ближайшими сотрудниками
сформулированы крайне жестко (как это, впрочем, всегда было в документах,
выходивших из ведомства госбезопасности). В тексте даже присутствовал абзац, в
котором было высказано недоумение по поводу причин так долго длящейся
безнаказанности "группировки" Вавилова:
"успехи группировки... вызывают законный вопрос о причинах ее сохранения до
сего времени и неликвидации в момент разгрома к-р организаций в сельском
хозяйстве в 1930-31 г.г. Была ли эта группировка незамечена или деятельность ее
не носила такого характера, какой она приобрела в последнее время и
надобности в ее ликвидации не имелось?".
Вавилов под подозрением,
но пока остается на свободе
Знакомясь с обвинениями Вавилова, зловещими и по форме и по сути, нельзя не
задаться вопросом, были ли они заказаны кем-то из тех руководителей страны на
самом верху, кто мох1 приказывать "исследователям темных сторон жизни" из
ведомства ОГПУ, или в то время - в 1932 году - следователи ОГПУ уже сами знали,
на кого следует направить лезвие их сабель, и, основываясь на своем понимании
врагов и друзей системы, могли приказывать властям, что делать с найденными
ими врагами. Пример Вавилова позволяет дать осторожный и, конечно, неполный
ответ на этот вопрос. Против Вавилова, как мы видели выше, уже началась
кампания газетной критики, его институт и его самого уже обвиняли в различных
грехах, но, тем не менее, Николай Иванович в 1932 году находился в лучшей
форме, был демонстративно ценим властями - введен в состав законодательных
органов страны (ЦИК) и РСФСР (ВЦИК), напрямую общался с лидерами страны, был
Президентом ВАСХНИЛ и Всесоюзного Географического Общества, неизменно
проводил за границей много месяцев в году, постоянно печатал свои программные
статьи в ведущих газетах. Как же так? Почему статьи против Вавилова появились, в
недрах ОГПУ его портрет рисовали самыми черными красками, а советской
общественности "звериную" суть этого буржуазного вредителя не открывали и "осиное
гнездо вредителей" продолжало существовать безбедно?
Этот диссонанс указывает на то, что в таких вопросах, как "Дело Вавилова"
чекисты шли впереди властей, сами формировали набор будущих жертв и еще не
обладали абсолютным и непререкаемым правом решения вопроса о том, как
поступать с теми, в ком они "распознали" врага. Поэтому им пришлось "трудиться"
дальше, чтобы разъяснять верхам явный парадокс с публичным признанием
положительной роли Вавилова и его скрытой пока от глаз общественности вредительской
сущности. Во всяком случае, пока сил для самостоятельной расправы с Вавиловым
у ОГПУ не оказалось, а у верховных властей страны Вавилов еще сохранял кредит
доверия. Этим объясняется, что "Директивное письмо" ОГПУ на деле не было
директивой, что чекистам требовалось потрудиться, чтобы убедить верхи страны в
том, что надо изменить отношение к Вавилову и перестать верить его посулам в
области строительства нового сельского хозяйства социалистической страны.
В любом случае, несмотря на все обвинения, санкций на арест Вавилова
получено не было. Единственным последствием обвинений стало запрещение на
заграничные поездки Николая Ивановича, что было закреплено решением Политбюро ЦК
партии.
Однако чекисты на этом не могли успокоиться. Следователи ОГПУ старательно и
быстро набирали новые порочащие Вавилова сведения. Вскоре непосредственно
Сталину был направлен еще один документ, созданный, по-видимому, в начале
лета 1933 года. Документ был подписан зам. председателя ОГПУ Прокофьевым и уже
знакомым нам начальником Экономического Управления Мироновым. В нем в
основном были повторены пункты "Директивного письма", изложенные более жестко и
лапидарно. Снова были включены оговоры Вавилова близкими к нему людьми. Так,
было повторено, что в феврале 1933 года следователи ОГПУ добыли такие
сведения:
"Арестованные... ближайшие помощники ВАВИЛОВА - профессора ПИСАРЕВ,
ТАЛАНОВ, КУЛЕШОВ и другие, полностью подтвердили данные об их активном участии в
консолидировавшейся к-р организации в сельском хозяйстве. В своих показаниях
арестованные указывают на их идейно-политического руководителя - акад. Н.И.
ВАВИЛОВА".
Соединив в одно место показания Дибольда, Писарева, Таланова, Кулешова "и
других арестованных" чекистские начальники заявляли, что Вавилов "достаточно
изобличен" как вредитель. К этому были добавлены голословные политические об-
винения, сформулированные устрашающе:
"Политические позиции ВАВИЛОВА резко враждебны Коммунистической Партии и
Советской Власти".
"Двурушничество и умелое скрывание убеждений и взглядов являются основными
маскирующими средствами контр-революционной работы ВАВИЛОВА".
"...целой системой, якобы научных мероприятий... [Вавилов] настойчиво ведет
линию на фактическое сокращение посевов зерновых культур и уменьшение
кормовых ресурсов, с целью вызвать голод в стране. Кроме того, ВАВИЛОВ организует
борьбу против хлопководства, против хлебозаготовок, срывает борьбу с засухой,
предлагает заведомо неправильное районирование сельского хозяйства,
разваливает семеноводство, направляя усилия организации на подчинение советского
семеноводства иностранной зависимости".
Вменялось в вину Вавилову и еще одно "крупное" дело. В январе 1933 г.
арестованный агроном Калечиц, видимо, пытаясь заработать хоть какую-то поблажку
от чекистов, показывает, что Вавилов, Тулайков и животновод Лискун
возглавляют "Всесоюзный Политический Центр".
Сведения о заговорщическом ПОЛИТИЧЕСКОМ ЦЕНТРЕ, причем не локальном, а
ВСЕСОЮЗНОМ, звучали масштабно. Чекисты якобы раскрыли угрожающую стране и строю
опасность и смогли во время обезглавить врагов системы, создавших такой
Центр. В том же январе арестованный профессор-животновод Сизов, оговоривший
своих коллег Белицера и Циона, заявил, якобы с их слов, вообще страшные вещи
о "Политическом Центре" и о роли Вавилова в нем, равно как и уже находящихся
в разработке органами ОГПУ коллегах академика. Оказывается, Политический
Центр разросся как раковая опухоль, это уже не центр, а настоящая подрывная
организация самого мощного уровня:
"Во главе организации стоит т.н. Политический центр, структура которого
сводится к объединению 6 автономных центров: Агрономического,
Животноводческого, Ветеринарного, Промышленного, Военного и диверсионно-повстанческого.
Во главе каждого центра стоит определенное лицо: Председатель - Акад.
ВАВИЛОВ , руководитель Агрономического центра - акад. Тулайков, Животноводческого
проф. Лискун, Ветеринарного - проф. ТАРТАКОВСКИЙ, диверсионно-
повстанческого - Зам. НКЗ СССР МАРКЕВИЧ. В состав Политцентра входил также
Замнарком Совхозов СССР - ВОЛЬФ".
Арестованный тут же Белицер 13 февраля 1933 года согласился со всем, что
показал профессор Сизов. А еще через непродолжительное время с этими
вымыслами согласились в кабинетах следователей ОГПУ арестованные по столь же
мифическому "Делу 35-ти" тем же Экономическим Управлением ОГПУ Гандельсман,
Кузнецов, Кременецкий и Андреев. Все они, как следует из этого же письма Сталину,
были немедленно расстреляны.
Новым обвинением Вавилова, доложенном Сталину, стал шпионаж в пользу
Франции. Все доказательства вины Вавилова ограничились тем, что в феврале 1932
года, будучи в Париже, он обедал у французского ученого Ланжавана, а вместе в
ним в обеде приняли участие двое людей - Демонзи и Мазон - как было сказано,
"ведущих разведывательную работу для французского генштаба и изобличенных
следственными материалами ОГПУ в руководстве и финансировании к-р движения в
СССР и подготовке вооруженного восстания на Украине". Чтобы придать веса
этому обвинению, авторы из ОГПУ считали достаточным привести сакраментальную
фразу:
"Следственной проработкой материал полностью подтверждается".
Отставим на минуту в сторону страшные слова об уже состоявшемся
"изобличении" и попробуем разобраться в том, что же это за люди, с которыми Вавилов
пообедал. Начнем с Ланжавана, имя которого именно в таком написании - ЛанжА-
ван - фигурирует во всех документах ОГПУ-НКВД вплоть до ареста и гибели
Вавилова. Речь на самом деле шла о Поле Ланжевене - признанном главе французских
физиков, известном всему миру ученом, единственном в то время французе,
который был избран сразу академиком трех академий: Французской Академии наук,
Британской академии наук (Королевского Общества) и Академии наук СССР (в 1929
году). Ланжевен стал самым известным другом красной России вскоре после
революции. Он основал во Франции "Кружок друзей новой (читай коммунистической!)
России", причем в 1919 году, то есть в период, когда эта страна была
заполонена российскими эмигрантами из высшего света, оказавшимися там после
революции 1917 года. Для того, чтобы основать именно тогда данный "Кружок", нужно
было обладать немалым мужеством, и таких людей в мире было наперечет. Советы
должны были на ланжевенов буквально молиться. Другим важнейшим основанием для
самого почтительного к нему отношения было то, что Поль Ланжевен состоял
ЧЛЕНОМ КОМПАРТИИ ФРАНЦИИ! Не пообедать у такого человека, особенно Вавилову,
состоявшему с Ланжевеном в переписке и будучи приглашенным во Францию
Комитетом, где председательствовал Ланжевен, было просто не культурно. Порядочные
люди с теми, кто их пригласил, так не поступают.
Совсем не лишним на обеде у друга красной России Ланжевена был и Анри Ма-
зон, ведь он - секретарь французского Комитета по научным связям с СССР,
председателем которого также является академик Ланжевен. Есть еще одна
немаловажная деталь: по поручению Ланжевена официальное приглашение советскому
ученому приехать в Париж направил 16 августа 1930 года именно Анри Мазон,
оговорив все детали данной поездки (в том числе и финансовые). Это письмо
фигурировало в деле Вавилова, когда то же самое ОГПУ давало разрешительную
санкцию на поездку Вавилова. Так что? - тогда они еще Мазона не раскусили?!
Или готовили Вавилову западню!?
Третий присутствовавший на обеде человек - Демонзи никак на уровень шпиона
спуститься не мог: он ведь министр образования Франции! Министры по статусу
не могут никем рассматриваться шпионами, они блюдут интересы своей страны на
высшем уровне и шпионскими делами не занимаются. Министр есть министр. Нужны
ли советским чекистам пояснения, что значит пообедать с министром образования
правительства той страны, в которую тебя пригласили, или они всё равно этого
понять не смогут!
Таким образом, утверждение чекистов, что эпизод с обедом доказывает факт
шпионажа в пользу Франции, рассыпался при самом поверхностном анализе. А
отсюда следует, что письмо, отправленное лично Сталину, было просто грязной
фальшивкой. После этого начнешь поневоле сомневаться в правдивости таких же
обвинений Вавилова в шпионаже в пользу Англии.
Однако такие настали в красной России времена, что дикие, и по сути и по
форме, обвинения выдвигались представителями органов безопасности в адрес
самых невинных людей. Впрочем, не одни чекисты взывали к властям с призывом
устранить Вавилова из жизни. Того же требовали и некоторые из завистливых и
не столь успешных, как Вавилов, людей. Красноречивым примером последнего рода
стало пышущее нескрываемой злобой донесение Сталину двух находящихся под
началом Вавилова сотрудников - А. С. Бондаренко и Климова. Цитировать такие
письма всегда больно и неприятно. Авторов никто не заставлял порочить своего
шефа, они отчетливо понимали, что посылают сигнал, направленный на то, чтобы
подвести Вавилова под арест. Забегая вперед, нужно заметить, что вступивших
на путь подлости почти стопроцентно ждала та участь, которой они искали для
оклеветываемых ими людей. Мне не известна судьба Климова, но Бондаренко был
сам арестован по обвинению в антисоветской деятельности и вредительстве и
расстрелян в начале войны. Исход, который он готовил для Вавилова, был
отведен и ему, несмотря на сделку с Дьяволом, заключенную по собственному велению
сердца.
Итак, 27 марта 1935 года подписавшиеся как " Вице -Президент Академии с. х.
наук им. Ленина Бондаренко и парторг Академии, член Президиума Климов" от-
правляют под грифом "Секретно" письмо в один адрес: "ЦК ВКП(б) СТАЛИНУ И.В.",
в котором обвиняют "группу старых ученых (Н. Вавилов, Е. Лискун, М. Завадов-
ский, Д. Прянишников) [в том, что они] с явной враждебностью относятся к
мероприятиям, проводимым партийной частью Президиума". Особенно враждебно к
партийцам, по их словам, относится Президент ВАСХНИЛ Вавилов, который
особенно озлобился "после лишения его звания члена ЦИК на VII съезде Советов и в
связи с отменой чествования его юбилея...".
"Вавилов всегда горой стоит за вредителей. Когда ему указали на безобразное
положение филиала Всесоюзного Института Растениеводства в ДВК
(Дальневосточном крае - B.C.), он, рассвирепев, заявил, что "когда там были Соболев и Са-
вич (вредители), то дела там шли "блестяще" - "это были честные
самоотверженные люди!" Не было случая, чтобы Вавилов о ком-либо из установленных
вредителей (Таланов, Максимов, Левитский и др.) сказал, что они преступники. Этим он
всегда мешал нам правильно направить настроение массы научных работников.
Окружен он постоянно самой подозрительной публикой".
Чтобы заслужить благосклонность Сталина, Бондаренко и Климов основное место
отводят рассказу о том, как они постарались наладить инспекцию академических
институтов бригадой "проверенных товарищей", которые выявили сразу же массу
врагов. Благодаря этой акции, сообщали они, удалось "выявить, разоблачить и
снять с работы двурушников-предателей, участников бывшей контрреволюционной
троцкистско-зиновьевской оппозиции и выявить наличие значительной
засоренности институтов классово-враждебными элементами... Одновременно мы всячески
выявляем и укрепляем надежный советский актив ученых".
"Вот эта-то борьба за решительный поворот и перестройку науки в сторону
практических запросов социалистического сельскохозяйственного производства,
на что указывал т. Сталин на XVII съезде партии и вызывает глухое
сопротивление части старых научных работников, пытающихся уклониться от выполнения
прямых и непосредственных практических боевых задач...
Мы рассматриваем это сопротивление как одну из форм классовой борьбы на
данном этапе...".
Вышеописанные настроения и поведение группы ученых во главе с академиком
Вавиловым не могут не тормозить разворачивание научной работы... Что касается
группы старых ученых, недавно принятых в партию (Тулайков, Серебровский), то
они за редким исключением (Мейстер) плетутся в хвосте за Вавиловым".
Обнаруживший это письмо в архиве Президента России Юрий Николаевич Вавилов
отметил, что Сталин внимательно изучил донос. Своей рукой он отчеркнул
цветными карандашами одни фразы и подчеркнул другие, поставив подпись "И.Ст.".
Более того, в Архиве Президента России найден документ MI1717 от 5 апреля
1935 года, в котором заведующий Особым Сектором ЦК сообщает всем членам и
кандидатам политбюро ВКП(б) и отдельно тов. Ежову, что "По поручению тов.
Сталина посылается Вам для ознакомления записка тт. Бондаренко и Климова
(Академия с/х наук им Ленина) от 27. III. 35 г.". Не случайно вскоре Вавилов
был снят с поста Президента ВАСХНИЛ и заменен партийцем с дореволюционным
стажем А.И. Мураловым, правда, плохо разбиравшимся в науке. Но, тем не менее,
и на этот раз Вавилов не был арестован. Возможно те самые связи с министрами
западных держав, бесившие блюстителей безопасности, обороняли академика в
глазах начальников из Кремля.
* * *
Вплоть до 1935 года Вавилов упрочал свое лидирующее положение в биологии в
СССР. Но всеми своими действиями, субъективно целесообразными и
прогрессивными , он подталкивал себя к пропасти, в конце концов, поглотившей его. Таким
объективно было развитие трагедии Вавилова, отторгавшегося как чужеродное те-
ло коммунистическими лидерами страны и их подпевалами. Вавилов еще чувствовал
себя своим в коридорах власти, он, как и большинство тех, кто открыто и
самоотверженно принял новый строй, если и догадывался о том, сколь преступна
сущность этой системы, сколь обманны лозунги нового строя, работал на систему
власти с огромной отдачей.
А тем временем в недрах новой системы она сама растила смену этим ученым. В
коридорах власти уже набирала силу, но двигалась в противоположном
направлении, более соответствующем идеалам системы, колонна могильщиков науки, и
среди них четко держал строй лидер коммунистической биологии Трофим Денисович
Лысенко. Пока еще и Вавилов, и Лысенко работали на социализм и были схожи в
этом своем устремлении. Их противоположные по форме действия (один создавал
институты, другой - хаты-лаборатории) были, тем не менее, основаны на одном и
том же стремлении к собственной монополии. Поэтому разницы во внутренних
мотивах Вавилова и Лысенко пока не проявлялось: каждый исповедовал одни и те же
социалистические императивы, хотя использовал разные приемы для достижения
сходной цели, опираясь на свое понимание того, что для её достижения больше
подходит. Однако постепенно созревал конфликт между классическим ученым
Вавиловым и партийным ученым Лысенко: Вавилов становился всё более ненавистным
конкурентом "колхозному академику" и тем, кто окружал и поддерживал его
сверху и снизу. Ни в арестах в вавиловском институте в 1932-1935 годах, ни в
начале слежки за самим Вавиловым и в накоплении фальшивых обвинений в адрес
последнего Лысенко участия не принимал (это был процесс, направлявшийся общей
обстановкой в стране, созданной правящей партией коммунистов). Но Лысенко уже
шел к тому, чтобы ввязаться в противостояние идеалов ученого и инстинктов
партии с её тайной полицией - ЧК-ГПУ-ОГПУ-НКВД. То, что смертельная схватка
Лысенко с Вавиловым состоится, было предопределено.
Описанные в этой главе политические репрессии в отношении ученых совпали с
массовыми арестами конкурентов Сталина по руководству партией, представителей
мира искусства, литературы и видных деятелей из всех остальных сфер жизни. В
большинстве случаев аресты касались людей, которых нельзя было отнести к
враждебно настроенным или даже инакомыслящим. Писатели и журналисты, подпевавшие
партийным вершителям судеб и подчиненным им чекистам, размножали ложь о
карательных процессах и их жертвах в книгах, газетах, журналах и по радио. Они
несут значительную часть вины за действия властей. Люди, послушно
голосовавшие на собраниях за резолюции, бичующие арестованных, помогали Сталину и
сталинистам превращать весь народ в послушных баранов.
Развернутая Сталиным борьба не на жизнь, а на смерть с бывшими товарищами
по руководству партией научила чекистов методам фальсификации признаний.
Выбивая их вместе с зубами от бывших товарищей по партии, чекисты исполняли
наказы Сталина (по свидетельствам современников он сам не раз присутствовал при
пытках) и быстро уяснили, что от людей, запуганных страхом смерти, легко
добыть любые признания. Карательные органы заранее получали задания о том,
какие самооговоры следует получить от жертв, и почти все арестованные готовы
были принять на себя самые дикие преступления, согласиться на откровенный
вздор, только бы облегчить свои страдания под пытками. В ход шли поклепы на
сослуживцев, знакомых, даже родных. Ректор Московского университета
(выпускник Киевского университета, бывший меньшевик, бывший доносчик, плохо
обученный и слабый профессионал) Андрей Януарьевич Вышинский помог подвести
юридическую базу под истязания. Он подоспел в 1927 году с новой "юридической
наукой" о важности признаний под пытками ("признание - венец доказательства"),
стал Генеральным обвинителем на Шахтинском процессе 1928 года и ревностно
зарабатывал очки в соревновании за право выражать взгляды вождя (учась при
этом, как избежать возможности самому попасть под нож сталинской гильотины).
В целом в конце 1920-х - начале 1930-х годов стало ясно, что Сталин укрепил
монополистский режим в стране, сделал его воистину тотальным. Ему удалось
пронизать слежкой все стороны жизни, найти массу людишек, готовых повторять
неправду вслед за чекистскими следователями и даже активно способствовать
доносами и клеветой истреблению лучших ученых, лучших профессионалов во всех
сферах общества, руководителей и особенно критиков системы. Времена
чудовищных по охвату репрессий наступили.
Одной из наиболее часто упоминавшихся в сталинское время стала формула о
нарастании классовой борьбы по мере продвижения вперед строительства
социализма. Сталин именно так пытался объяснить размах репрессий тем, кто наивно
не понимал, откуда вдруг в его империи, населенной вроде бы добропорядочными
гражданами, взялось столько злобных врагов социалистического образа жизни. Из
формулы вытекало следствие, что чем дальше, тем больше арестованных следует
ожидать. Повторяли и другую формулу тех лет: "Кто не с нами, тот против нас!"
Иными словами, отсидеться в уголочке с потайными мыслями никому не удастся, и
нейтральных быть не может. Либо ты свой, либо враг. А с врагами разговор
один: - выявление и беспощадное уничтожение. "Великий Пролетарский Писатель"
Максим Горький даже вывел еще одну популярную в те годы формулу: "Если враг
не сдается - его уничтожают".
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ТРИУМФ МРАКОБЕСОВ
ГЛАВА VI.
ПОБЕДНЫЙ 1935-Й ГОД
"И вот блоха в одежде,
Вся в бархате, в шелку,
Звезда, как у вельможи,
И шпага на боку.
Сенаторского чина
Отличья у блохи.
С блохой весь род блошиный
Проходит на верхи".
И.В. Гёте. Фауст.
"...догматическое мышление, бесконтрольное
желание навязывать регулярности, явное увлечение
ритуалами и повторениями сами по себе
характерны как раз для дикарей и детей. Возрастание же
опыта и зрелости скорее создает позицию
осторожности и критики, чем догматизма".
К. Поппер. Логика и рост научного знания. 1983.
"Браво, товарищ
Лысенко, браво!"
Наверное, если бы Лысенко спросили, какой год своей жизни он сам считал
самым важным, определяющим в его судьбе, вряд ли он выделил бы какой-то
отдельный из череды лет: каждый был важным, каждый определяющим, каждый вел его
вверх, обгоняя в реальности затаенные мечты. И все-таки особым был год тысяча
девятьсот тридцать пятый. Тогда его похвалил сам Сталин, да что - похвалил,
восторженно приветствовал.
В феврале того года в Кремле собрали ударников сельского хозяйства на
встречу с руководителями партии и правительства с самим Иосифом
Виссарионовичем. На этой встрече выступали знатные люди села, крупные ученые, такие как
Вавилов или Прянишников, а все-таки горячее всех встретили самого народного
ученого - Трофима Денисовича Лысенко, сына простого крестьянина, выучившегося
на агронома, а теперь ставшего академиком Всеукраинской Академии наук.
Лысенко начал свою речь с яровизации и пытался ошеломить Сталина
упоминанием о десятках тысяч колхозов, якобы вовлеченных в "практическую науку". "Но
все ли мы, товарищи, сделали, что тут можно было сделать?" - вопрошал Лысенко
и сам себе отвечал:
"Нет, не все, и намного еще не все. На самом деле, если в этом году колхозы
с применением яровизации дали 3-5 миллионов добавочного зерна... то,
товарищи, что такое для нас, для нашего Союза эти 3-5 миллионов пудов зерна? Чепуха
эти 3-5 миллионов пудов, ...а наше задание - это поднять урожайность всех
полей, колхозных и совхозных".
Свою речь он продолжил прославлением ничего не давших ни науке, ни практике
летних посадок картофеля. Он призвал повести работу так, "чтобы на 1936 год
100% семенного картофеля в Одесской области было уже невырождающегося. Это
будет настоящее дело, настоящая наука. Дело это нетрудное, но необходимо как
следует взяться". В конце речи он возвратился к вопросу о картофеле, дав
понять Сталину и всем присутствующим, что еще далеко не везде его идея
встречает теплый прием:
"Хорошо, если бы в этом году хотя бы южные области, хотя бы одесские
колхозы взялись за это дело по-настоящему, под руководством земельных органов. К
сожалению, некоторые земельные работники областей и районов еще недооценивают
во всей полноте это дело".
Однако все эти слова, хотя они и были произнесены с воодушевлением, не
несли в себе чего-то экстраординарного и вряд ли могли вызвать у Сталина какие-
либо эмоции, что-либо такое, что было бы выше снисходительного одобрения. А
Лысенко уже знал ход, которым можно было покорить Сталина, вызвать у него
жгучий интерес к своей персоне. Он надумал прилюдно обвинить тех, кто
критиковал его, во вредительстве, в попытке отбросить его работу не потому, что
она научно слабая и недоработанная, а потому, что критики-вредители были
классовыми врагами таких вот крестьянских, колхозных ученых, каковым является
он, академик из "народа":
"Товарищи, ведь вредители-кулаки встречаются не только в вашей колхозной
жизни. Вы их по колхозам хорошо знаете. Но не менее они опасны, не менее
закляты и для науки. Немало пришлось кровушки попортить в защите, во всяческих
спорах с так называемыми "учеными" по поводу яровизации, в борьбе за ее
создание , немало ударов пришлось выдержать в практике. Товарищи, разве не было и
нет классовой борьбы на фронте яровизации?
... Было такое дело... вместо того, чтобы помогать колхозникам, делали
вредительское дело. И в ученом мире, и не в ученом мире, а классовый враг -
всегда враг, ученый он или нет.
Вот, товарищи, так мы выходили с этим делом. Колхозный строй вытянул это
дело. На основе единственно научной методологии, единственно научного
руководства, которому нас ежедневно учит товарищ Сталин, это дело вытянуто и
вытягивается колхозами".
Этот политический донос на своих коллег вызвал бурю восторга: зал
разразился аплодисментами... Всё остальное было встречено по инерции восторженно, но
кульминация речи содержалась в этих словах, хотя и в конечной части её было
кое-что интересное, например, предложение передать селекцию из рук ученых - с
их опостылевшей генетикой - в руки простых колхозников:
"Многие ученые говорили, что колхозники не втянуты в работу по генетике и
селекции, потому что это очень сложное дело, для этого необходимо окончить
институт. Но это не так. Вопросы селекции и генетики. . . ставятся теперь по-
иному. Сейчас, как хлеб, как вода для жаждущего, необходимо вмешательство в
работу селекции и генетики масс колхозников. Колхозная инициатива в этом деле
необходима, без этого у нас будут только ученые специалисты-селекционеры,
кустари-одиночки".
И чтобы завершить эту тему, он добавляет:
"Колхозники, а таких колхозников к нашей гордости у нас довольно много, -
дают народному хозяйству больше, чем некоторые профессора".
С газетной фотографии, запечатлевшей Трофима Лысенко во время выступления с
кремлевской трибуны в присутствии Сталина, глядят горящие глаза фанатика. Он
подался вперед, наклонив сухое лицо с выступающими скулами, прилизанные
волосы сползли на лоб.
Выступление Трофима Лысенко в Кремле в 1935 году. На
заднем плане (слева направо): Станислав Косиор,
Анастас Микоян, Андрей Андреев и Иосиф Сталин
Я много раз слышал Лысенко в 50-е годы, когда речь его, возможно, не была
столь горячей, как раньше, но и тогда он производил завораживающее действие
на аудиторию. Он обладал даром кликушества, испускал какие-то флюиды,
заставлявшие слушателей забыть всё на свете и воспринимать как откровение любой
вздор, изливавшийся из его уст.
Люди, подобные Гитлеру и Лысенко, владеют магическими чарами. Они умеют
повести за собой толпу, воздействовать на её стадные чувства и замутить мозги
даже искушенным специалистам и трезво мыслящим индивидуумам, способным в
нормальных условиях без труда оценить суть истеричных призывов и обещаний.
Многие из тех, кто в исступлении аплодируют лжепророкам, спустя какое-то время
прозревают и начинают себя спрашивать: что же со мной тогда случилось, какому
колдовству я поддался?
Вряд ли, однако, на холодного и трезвого политика Сталина могли повлиять
лысенковские флюиды. Сталин сам умел играть настроениями толпы и был способен
легко раскусить этого лжеца. Скорее, он обратил взор на другое: ему
понадобился этот человек с его "харизматическими" качествами, и всё, что он
говорил, вполне его устраивало, соответствовало собственным устремлениям.
Прирожденный оратор Лысенко затем решил набросить на себя флёр смиренности
и скромности. Хотя и говорят, что показное самоуничижение паче гордости, но
Лысенко и здесь рассчитал всё отлично, он знал перед кем надо поставить себя
"на место":
"Я уверен, что я чрезвычайно плохо изложил затронутые мною вопросы по гене-
тике и селекции. Я не оратор. Если Демьян Бедный сказал, что он не оратор, а
писатель, то я не оратор и не писатель, я только яровизатор, и поэтому не
сумел вам это дело просто объяснить".
Так немногими мазками он нарисовал картину, любезную взору вождя. Расчет
оказался верным - Сталину его речь нравилась всё больше. В конце концов, он
возбудился настолько, что вскочил с места и закричал в зал, потрясая воздух
своими ладошками: "Браво, товарищ Лысенко, браво!" Публика наградила
скромнягу Лысенко - зал сотрясли бурные аплодисменты.
15 февраля 1935 года "Правда", а затем и другие газеты напечатали эту речь,
опубликовали портрет Лысенко и привели знаменательные слова Сталина.
И в тексте, напечатанном в "Правде", и в большинстве последующих
воспроизведений этой речи не приводились слова, сказанные Лысенко после реплики
Сталина. А слова эти были также существенными, так как Лысенко говорил, и вполне
определенно, о корнях, взрастивших его. Вот лишь один отрывок из
заключительной части речи Лысенко:
"В нашем Советском Союзе, товарищи, люди не родятся, родятся организмы, а
люди у нас делаются - трактористы, мотористы, механики, академики, ученые и
так далее. И вот один из таких сделанных людей, а не рожденных, я - я. не
родился человеком, я сделался человеком. И чувствовать себя, товарищи, в такой
обстановке - больше, чем быть счастливым".
Разнесенное газетами по всей стране сообщение о личной похвале Сталина
имело огромное значение. Лысенко сразу поднялся над всеми учеными. Сталинское
одобрение значило в тех условиях больше, чем мнение сразу всех академиков
вместе взятых.
Исай Презент -
правая рука Лысенко
В 1934 году среди ближайших приближенных Лысенко появился новый сотрудник,
сразу затмивший своей персоной всех других соратников украинского академика,
- Исай Презент (по документам он числился Исааком, но со времен жизни в
Ленинграде к нему прилипло Исай, да так и осталось).
Исаак Израилевич Презент родился в 1902 году, закончил в 1926 году
трехгодичный факультет общественных наук Ленинградского университета имени Бубнова.
По некоторым сведениям до поступления в Университет Презент побывал в
Германии (1923?), а до этого посетил Иран. Под псевдонимом Даров он якобы
опубликовал книгу об одном из сектантских религиозных течений, возникших в странах
Ближнего Востока в XIX веке - бехаизме (названо по имени его основоположника
Мирзы Хуссейна Али Бехауллы). Согласно бехаизму, наука, в частности, должна
объединиться с религией.
После окончания университета Презент был замечен Вавиловым и принят в ВИР.
Но уже через год Презент оттуда уходит, унося неприязнь к Вавилову,
сохранявшуюся им всю жизнь. Презент получает место в Ленинградском педагогическом
институте имени Герцена как специалист в области диалектического материализма.
В 1930 г. он упоминается в числе руководителей Ленинградского отделения
Коммунистической академии, в том же году становится председателем Ленинградского
общества биологов-материалистов. В 1931 году он возглавил кафедру со странным
названием "Кафедра диалектики природы и эволюционного учения" Ленинградского
университета, оставаясь одновременно доцентом пединститута и научным
сотрудником 1-го разряда Института философии Ленинградского отделения Комакадемии.
Перу Презента к этому времени принадлежало несколько печатных работ.
Он мог бы спокойно работать в Ленинграде и дальше, но отношения с коллегами
у него постоянно ухудшались из-за несносного характера и всегдашнего
стремления кого-то разоблачать и клеймить. Презент приложил руку к погрому в ботани-
ке в начале 30-х годов, он был главным лицом в кампании против специалистов в
области охраны природы, что привело к аресту одного из основателей
биоценологии в СССР В.В. Станчинского, он же оклеветал совершенно неповинного
человека, пользовавшегося заслуженным уважением у коллег, видного ученого и
педагога Б.Е. Райкова, заявив в докладе перед работниками просвещения Ленинграда:
"Возможно, что сидящие здесь товарищи не отдали себе отчета, что значит
классовый враг. Но если перед каждым встанет с остротой вопрос, что Райков
является не чем иным, как агентом той самой буржуазии. . . что Райков является
одним из фунтиков, которые на весах буржуазии лежат и хотят создать победу
буржуазии, если представить себе, что этот враг хочет уничтожить все
достояния, все завоевания, которые пролетариат сделал своей кровью, тогда такой
Райков ничего иного в каждом честном товарище, который слился с Советами
рабочих, вызвать не может, кроме омерзения, брезгливости и ненависти".
Райков был арестован, судим и выслан на Север, откуда он смог вернуться
только в 1945 году, после чего был избран действительным членом академии
педагогических наук.
До объединения с Лысенко Презент выставлял себя на роль непримиримого борца
за диалектический материализм, за дарвинизм, даже за правильно понимаемую
генетику. Например, в 1932 году он похвально высказался о работах молодого
генетика Дубинина, попавшего в фокус внимания советской прессы. Под
руководством Серебровского Дубинин совместно с другими сотрудниками лаборатории
выполнил в 1929-1932 годах серию интересных работ по дробимости гена, эти
исследования заинтересовали ученых как в СССР, так и за рубежом, и Презент
решил нажить капиталец на популяризации достижений входившего в моду генетика.
В том же 1932 году он писал в брошюре о методике преподавания в советской
школе:
"Нужно давать основы наук наших, повернутых к социалистическому
строительству. Например не просто говорить о мутациях и законах наследственности, а
изучая эти законы, уяснить как они служат или должны служить нашему
строительству" [сохранена пунктуация оригинала - B.C.].
В другой статье, написанной ранее, но опубликованной в 1935 году, он назвал
Вейсмана, Менделя и Моргана гениями науки.
Неприятные черты характера Презента приводили к множеству конфликтов, а
после ареста Райкова его одновременно стали и бояться и презирать все
окружающие, и, понимая, что это не может кончиться добром, Презент начал искать
новое место работы. Он решил примкнуть к восходящей звезде советской науки -
Лысенко.
Близкий одно время к Лысенко Н.В. Турбин рассказывал мне вскоре после
смерти Презента (умер 15 сентября 1969 года), что первое знакомство Лысенко с
Презентом состоялось в 1929 году во время выступления Лысенко на 1-ом
Всесоюзном съезде генетиков и селекционеров в Ленинграде. Презент будто бы
присутствовал при этом и указал докладчику на то, что неплохо было бы связать идею
яровизации с дарвинизмом. Какую связь усмотрел между ними будущий "диалектик
природы и эволюционного учения" Презент - сказать трудно, но поразительно
другое: как ни был скуден уровень познаний "стихийного диалектика" Лысенко,
но все-таки имя Дарвина он не мог не слышать. Однако оказалось, что не
слышал , не знал, о ком Презент ведет речь, и после заседания принялся
выспрашивать у Презента, с кем из ученых, с каким-таким Дарвином ему надо поговорить,
и где его можно встретить! В 1935 году во время второго выступления перед
Сталиным (об этом выступлении речь впереди) Лысенко не постеснялся признать,
что до недавнего времени не знал работ Дарвина, и что учителем его в данном
вопросе был Презент. О столь существенных пробелах в своем образовании
Лысенко повинился публично перед Сталиным, видимо, понимая, что Сталин не начнет о
нем дурно думать, поскольку и он тоже - недоучившийся семинарист:
"Я часто читаю Дарвина, Тимирязева, Мичурина. В этом помог мне сотрудник
нашей лаборатории И. И. Презент. Он показал мне, что истоки той работы,
которую я делаю, исходные корни ее дал еще Дарвин. А я, товарищи, должен тут
прямо признаться перед Иосифом Виссарионовичем, что, к моему стыду, Дарвина по
настоящему не изучал.
Я окончил советскую школу [ ? ? - B.C.], Иосиф Виссарионович, и я не изучал
Дарвина".
После того, как летом 1933 года Презент съездил с Лысенко в Асканию-Нова,
связь между ними была восстановлена, и Презент мгновенно и круто поменял
полярность высказываний, начав характеризовать работы генетиков, отрицательно.
В 1956 году Дубинин напомнил Презенту о его "шатаниях", на что Презент в
свойственной ему манере возразил:
"Но с 1932 года прошло почти двадцать пять лет и за это время я, Николай
Петрович, кое-чему научился и хоть немного поумнел, чего, к сожалению, "кое о
ком" сказать никак нельзя".
Задумав пойти в компаньоны к Лысенко, Презент стал тут же безудержно
превозносить Лысенко в своих выступлениях, упоминая к месту и не к месту о его
"выдающихся достижениях". Характерно, что в одном из докладов этой поры
Презент показал, что его взгляды совпадают с лысенковскими и еще в одном
вопросе : он высказался против применения математики и против статистико-
вероятностных подходов к оценке биологических закономерностей.
Маленького роста, юркий, даже вертлявый, то размахивающий руками, то
пускающийся в пляс, загоравшийся при виде любой смазливой девчонки, ежеминутно
готовый к тому, чтобы что-то с жаром опровергать или, напротив, с не меньшим
жаром отстаивать, Презент как нельзя лучше подошел к такому же, как и их шеф,
серенькому, простецкому окружению.
Презент принял последний раз экзамены у студентов в Ленинградском
университете в весеннюю сессию 1934 года (в числе сдававших экзамены был Даниил
Владимирович Лебедев, который в будущем станет одним из наиболее стойких борцов
с лысенкоизмом). Летом Презент кочевал между Ленинградом и Одессой (в это
время в Ленинграде выходили еще некоторые его печатные работы), а с осени он
окончательно перебрался с берегов Невы на берег Черного моря. Переехав в
Одессу, Презент присвоил себе титул профессора, хотя всего за несколько
месяцев до этого все знали его всего лишь как самочинного доцента.
Для Лысенко союз с Презентом также был полезен, ибо, несмотря на свою
поверхностность, Исай Израилевич был (или казался) ему кладезем знаний в самых
различных областях, в которых он сам был профаном. Ну и, конечно, Лысенко,
хоть и испытывал влечение к полемике, но уступал Презенту в умении хлестко
жонглировать цитатами из самых разных областей - от высказываний классиков
марксизма-ленинизма до выдержек из книг Священного Писания. Презент привнес в
лысенковский обиход яркость, броскость, брыляние цитатами вождей, откровенное
политиканство, подаваемое под соусом бескомпромиссной (а, по сути -
бесшабашной) заботы о чистоте знамен, - качества, которых в этой компании не хватало
и которые были так нужны для процветания в советском обществе в те годы.
И в работах советских биологов и у многих западных специалистов можно
прочесть , что именно Презент снабдил Лысенко марксистской фразеологией, перевел
его будто бы чисто агрономические разговоры в плоскость идеологической
борьбы. Надеюсь, что всё написанное в предыдущих главах освобождает меня от
необходимости опровергать эту точку зрения: Лысенко сам был не промах и умел идти
напролом, применять идеологическую "дубину" в научной полемике. Но нельзя не
признать, что Презент действительно придал публицистическо-идеологической
стороне деятельности Лысенко дьявольский блеск.
Он же сделал еще одно важнейшее для Лысенко дело. Претендующий на то, что
он основатель самостоятельного учения, Лысенко как-то не очень умело формиро-
вал и багаж и антураж "учения" . Он не смог найти соответствующую яркую
оболочку для "учения", не сумел, как следует, сформулировать тезис о том, что же
это за учение. А ловкий Презент преуспел здесь лучшим образом. Он уже знал,
что может быть марксистско-ленинская философия, дарвиновская биология,
сталинское учение о нарастании классовой борьбы по мере расцвета социализма. В
словосочетании "лысенковская биология" было что-то чрезмерное, может быть,
даже опасное. Надлежало подыскать иное знамя, с иным девизом, и Презент,
который хвастался знакомством с Мичуриным (у него была даже фотография, на
которой он был запечатлен вдвоем с Мичуриным), придумал: эклектической мешанине
лысенковских псевдоноваторств было присвоено имя Мичурина. Появился гибрид
"мичуринская биология", в которой от Мичурина ничего не было, но зато новое
словосочетание звучало (особенно, памятуя о том, что с Мичуриным
переписывался сам Иосиф Виссарионович!) вполне призывно, солидно и ново.
Иван Владимирович Мичурин (1855-1935) - потомственный дворянин, родился в
семье помещика Рязанской губернии. С 1877 года он начал заниматься
садоводством, вывел много сортов плодовых и ягодных культур, приобретя этим широкую
популярность в России и даже за рубежом. Он же усовершенствовал ряд
технических приемов скрещивания, включая и вегетативные прививки. Однако, сорта его
оказались неспособными конкурировать с другими сортами и были с годами
практически полностью вытеснены из садов.
Не получив образования (за дерзость он был выгнан из гимназии), Мичурин был
вынужден добывать знания методом самообразования, что не могло не сказаться
на формировании самобытного, но путаного и примитивного воззрения на суть
законов биологии. Никогда никаким генетиком, тем более величайшим, он не был,
да и не претендовал на эту роль. Более того, в своих статьях и заметках он
неоднократно обращал внимание будущих последователей на необходимость
перепроверки его выводов.
Мичурин страдал тягой к резонерству, всю жизнь любил посылать статьи и
письма о садоводстве в различные издания, вступая в споры по всевозможным
поводам с авторитетными учеными. Большинство умозрительных постулатов Мичурина
не имело под собой надежной научной основы и было отброшено с годами как
неверное .
Не чурался Мичурин и общественной деятельности, был председателем
Козловского отделения "Союза Михаила Архангела", а перед революцией направил
телеграмму Царскому Правительству с призывом к дворянству сплотиться вокруг трона
против надвигающейся революции.
После прихода большевиков к власти Мичурин быстро перекрасился,
приветствовал Советы, завязал дружеские контакты с Н.И. Вавиловым, и по его протекции
стал известен высшим руководителям страны. Ленин обращался к руководителям
Тамбовской губернии с указанием улучшить материальное положение Мичурина. В
1922 и 1930 годах Мичурина посетил Председатель ВЦИК М.И. Калинин, Сталин
послал Мичурину телеграмму. При жизни Мичурина город Козлов, где находился
питомник плодовода, был переименован в город Мичуринск.
Имя Мичурина всячески восхвалялось советскими средствами информации, еще
при жизни его был снят кинофильм "Юг в Тамбове", в котором Мичурин представал
в виде советского Бербанка, его наградили орденами Ленина и Трудового
Красного знамени. Популярность простого любителя, якобы добившегося никогда ранее
не виданных успехов, была огромной. Лысенко и Презент решили сразу после
смерти Мичурина использовать его имя как собирательное для их
псевдотеоретических рассуждений. Они подняли на щит примитивные высказывания
Мичурина и, ловко проведя отбор нужных им цитат из противоречивых писаний
Козловского садовода, представили его закоренелым противником Менделя и других
генетиков. На деле Мичурин вначале выступал против "пресловутых гороховых
законов Менделя" [выражение Мичурина], но затем понял роль работ Менделя и писал
о нем диаметрально противоположные фразы, о чем, конечно, лысенкоисты
помалкивали. В 1933 году в газетах появился термин "мичуринцы", но первоначально
им пользовались только в отношении садоводов-любителей.
Зажили Лысенко с Презентом душа в душу, испытывая взаимную радость от
совместного "трепа" и от обилия дел. Презент стал с 1935 года соредактором
журнала "Яровизация", заменившего "Бюллетень яровизации". Лишь одна крупяная
неприятность поджидала его в 1937 году. Приехавший тогда в Одессу для
консультации с Лысенко ботаник П.А. Баранов (в будущем член-корреспондент АН СССР и
директор Ботанического института АН СССР имени Комарова) застал хозяина в
смятении чувств. Трофим Денисович зазвал Баранова к себе домой, они крепко
выпили, и тут хозяин начал реветь, размазывая пьяные слезы по физиономии и
причитая: "Что-о-о же-е мне бедному-у делать! Исайку-то мо-о-во заарестовали!
Исайку надо-о-о выручать! Что я без него-о делать бу-у-ду-у!". Выручить Исай-
ку удалось - криминал был не очень по тем временам страшный: его взяли за
соблазнение несовершеннолетней, и дело как-то полюбовно уладили, Трофим
Денисович помог.
"Брак по любви"
В момент, когда Презент переехал в Одессу, Лысенко одолевала новая задумка.
Размышляя дальше над свойствами растений, он решил, что все существующие
сорта год от года портятся, и что можно остановить порчу, если их переопылить.
Тогда, дескать, и урожайность всех культур в стране сразу поднимется. Это уже
был удар не по одной какой-то культуре, а сразу по всему растениеводству.
Раньше я уже упоминал, что размножение сортов - в соответствии с канонами
генетики и многовековой практикой - специалисты вели так, чтобы не допустить
путаницы, случайного опыления цветков одного сорта пыльцой другого сорта. Для
этого в семеноводческих хозяйствах, выращивавших сортовое зерно, растения
каждого сорта высевали вдали от других, нередко даже одно хозяйство
специализировалось лишь на одном сорте. Лысенко заявил, что эта хлопотная и кропотливая
деятельность никому не нужна и даже вредна, используемые методы -
неправильны, и что надо, напротив, специально переопылять сорта, чтобы повысить их
урожайность.
Доводов в пользу такого утверждения у него не было никаких, но рецепт
будущего улучшения выдавался в форме истины, не нуждающейся в подтверждении.
Перекрестноопыляющиеся растения, в отношении которых в соответствии с правилами
науки следовало проявлять особую предосторожность и оберегать от заноса чужой
пыльцы при цветении, Лысенко предлагал подвергать такой процедуре: двое
рабочих, взявшись за длинную бечевку, должны волочить её по цветущим растениям,
чтобы вызвать массовое переопыление. У строгих самоопылителей он предлагал
срывать колосковые и цветковые чешуи, закрывающие цветки, а затем кисточкой
переносить пыльцу с цветка на цветок. При таких вивисекциях, конечно, занос
чужеродной пыльцы был неминуемым. Формулируя новую идею о пользе
переопыления, Лысенко уже твердо стоял на той точке зрения, что все возражения,
неизбежно вытекающие из закономерностей генетики, должны быть объявлены ложными.
Если раньше он отрицал отдельные положения генетики, то теперь поставил крест
на всей науке генетике как таковой.
Естественно, на этот раз он не только не нашел сочувствия в среде биологов,
но вызвал всеобщее возмущение. Впервые высказался против его завиральной идеи
Вавилов. На совещании в Наркомземе в конце 1934 года, в том же году на
заседании Союзсеменоводобъединения, весной 1935 года на заседании Президиума
ВАСХНИЛ Вавилов критиковал идею Лысенко, хотя делал это вполне деликатно и в
рамках чисто научной дискуссии.
В скором времени у Вавилова начались крупные и им непредвиденные неприятно-
сти. Особенно трагичным для его судьбы стало то, что прежде благожелательное
отношение к нему Сталина сменилось неприязнью. Известно, что Сталин относился
к Вавилову в течение ряда лет миролюбиво. Конечно, без его одобрения Вавилов
не был бы введен в высшие государственные органы.
Но, как писала бывшая одно время сотрудницей Вавилова А.И. Ревенкова,
выпустившая после его посмертной реабилитации книгу "Николай Иванович Вавилов",
именно в 1935 году состоялась встреча Сталина и Вавилова, во время которой
они будто бы разошлись во взглядах:
"Вавилова вызвал Сталин в...1935 году, приглашая Вавилова приехать к нему
ночью. Вавилов ответил, что в это время он спит, а днем в любое время может к
Сталину явиться. На другой день Сталин принял Вавилова... Разногласия у них
обнаружились по поводу роли ВИР1а ... И они расстались, сказав друг другу,
что их "дороги разошлись". Вскоре Н.И. Вавилов был снят с поста президента
ВАСХНИЛ, выведен из членов ВЦИК".
Сегодня мы знаем, что это объяснение Ревенковой неверно. В 1935 году органы
госбезопасности направили Сталину информацию о вредительской деятельности
Вавилова. Сталин внимательно прочел донесение и со своими замечаниями на полях
разослал его членам Политбюро. Вавилов был освобожден от должности Президента
ВАСХНИЛ Постановлением Совнаркома 4 июня 1935 года. Вместо него Президентом
был назначен старый партиец А. И. Муралов, а Вавилов был оставлен вице-
президентом ВАСХНИЛ вместе с Г.К. Мейстером и М.М. Завадовским. Таким образом
личные споры между Вавиловым и Лысенко (даже если они были) могли не иметь
значения: клин между Сталиным и Вавиловым скорее всего вбили именно чекисты.
Муралов приступил к исполнению обязанностей Президента ВАСХНИЛ 21 июня 1935
года, а 25 июня в Одессе собрались ведущие ученые страны - специалисты в
области зерновых культур, чтобы разобраться со всеми предложениями Лысенко.
Понимая, что обстановка в ВАСХНИЛ быстро меняется и зная многое из того,
что нам неизвестно и о чем мы можем только догадываться, Лысенко вел себя на
выездной сессии как увенчанный лаврами победитель. Скорее всего, он знал, что
уже подготовлены и согласованы в верхах документы о назначении академиков
ВАСХНИЛ (именно назначении, а не избрании) постановлением СНК и что в числе
кандидатур есть и его фамилия. Действительно, 4 июля 1935 года Лысенко
становится действительным членом (академиком) уже не республиканской, а
общесоюзной академии - ВАСХНИЛ.
В соответствии с этими перемещениями и назначениями Лысенко, делавший
центральный доклад на сессии (содокладчиками выступили сотрудники Лысенко - Л.П.
Максимчук, М.Д. Ольшанский и директор Полярной станции ВИР, также теперь
получивший титул академика ВАСХНИЛ, И.Г. Эйхфельд), держался вызывающе. Он
рассказал о яровизации, летних посадках картофеля, "отмене им" теоретических
основ селекции и семеноводства и главный пафос приберег для рассказа о
принудительном переопылении сортов. Он с большим воодушевлением говорил о
примитивной операции сбора кисточкой пыльцы с одних цветков и переносе ее на другие
цветки и объяснял своим образованным коллегам чудовищные по наивности вещи:
"А дальше рыльце [цветка - B.C.] пусть берет какую хочет гамету [т.е.
пыльцевую клетку - B.C.]. Проделав это, мы можем спокойно уйти с поля. Мы свое
дело сделали. Мы предоставили возможность яйцеклетке выбрать того, кого она
хочет. Тов. Презент довольно удачно назвал такое опыление "браком по любви".
А самоопыление - это вынужденный брак, брак не по любви. Как бы ни хотела
данная яйцеклетка "выйти замуж" за того "парня", который растет от нее за три
вершка, она этого сделать не сможет, потому что пленка закрыта и не пускает
чужой пыльцы".
Примитивно антропоморфные рассуждения Лысенко о желании яйцеклеток выходить
"замуж" за "того парня" грозили окончательно развалить семеноводство и
погубить даже те сорта, которые уцелели от коллективизации. Поэтому против "брака
по любви" высказались многие присутствовавшие специалисты, включая и
Вавилова . Было указано на непонимание Трофимом Денисовичем элементарных терминов:
например, чистосортным материал после переопыления уже нельзя было назвать ни
в каком случае, слово "элита" в приложении к нечистому материалу звучало как
насмешка и т. д. Вавилов и другие ученые напомнили Лысенко, что имеется масса
сортов, которые не выродились за сто лет самоопыления, следовательно, тезис о
пвырождении" надуман.
В резолюции, принятой после окончания сессии, было отмечено "прежде всего
исключительное теоретическое и практическое значение работ, ведущихся под
руководством тов. Лысенко по вопросам, связанным с учением о стадийном
развитии ", но все другие гипотезы Лысенко, вошедшие в противоречие с современной
наукой (за исключением почему-то летних посадок картофеля, которые, по-
видимому, нравились, как и прежде, Вавилову), подверглись сомнению. В
отношении их резолюция гласила: "Считать целесообразным проведение дискуссии по
вышеуказанным вопросам".
Однако Лысенко и его сторонникам, наверное, было даже трудно понять, отчего
на него опять ополчились ученые, почему его идеи вызвали их столь дружное
отрицание . Он видел только одно объяснение такого поведения: сами вовремя не
догадались, привыкли думать, как в книжках пишут, вот теперь и обозлились
вместо того, чтобы сразу за дело сообща взяться.
Своих же хлопцев, одесских ребят, идея захватила. Каждый был готов внести
вклад в ее воплощение на практике. Руководить внедрением переопыления в
колхозах и совхозах Лысенко поручил А.Д. Родионову - человеку без всякого
образования, но, как считал он, преданного ему, которого он возвышал всеми силами
(сам Родионов писал в анкетах, что у него "незаконченное среднее
самообразование ") . В том же году в статье в газете "Соцземледелие" Лысенко, называя
свой метод по-крестьянски "обновлением крови сортов самоопылителей", писал:
"Лучших специалистов Института селекции и генетики я расставил для
руководства важнейшими мероприятиями на этом фронте... Центральный и актуальный
вопрос борьбы за повышение качества семян... поручается лучшему специалисту по
организации массовых опытов в колхозах по яровизации - А.Д. Родионову").
Эти слова были написаны, видимо, не только для того, чтобы посильнее
обидеть дипломированных "спецов", всяких там мудрено рассуждающих академиков.
Малообразованный, но с большими амбициями и отсутствием критического начала
по отношению к самому себе, он верил в свою непогрешимость, потому и брался
так легко выдвигать и новые положения и новых людей, вроде Родионова, и был
уверен в своей правоте. Поэтому он именовал все свои предложения не иначе как
ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ, так как считал, что теория - это всё то, что сложилось в
голове, но еще не прошло проверку практикой. После проверки уже станет УЧЕНИЕМ.
Рамки законов науки его не ограничивали, полет фантазии был безбрежным, ибо
фантазии были беспочвенными.
И, конечно, его вдохновляло то, что любую его "идею" легко понимали (и тут
же принимали!) неспециалисты, как на низах, так и на верхах. Действительно,
говорит ученый человек, что имеющиеся сорта вырождаются, что раньше всё лучше
было - и сорта были лучше, а теперь вот испортились. Почему? Да потому, что
они самоопылились. Какой же выход? Надо устранить самоопыление, устроить
"брак по любви", а для этого снять все покровы, мешавшие вливанию новой
"крови" в застоявшиеся от времени наследственные резервуары самоопылителей. Чем
не идея? Чем не выход? И ведь кто предлагает - академик. Притом не простой
академик, а - колхозный!
В те годы, когда наука стала управляться не учеными, а проверенными
вожаками, когда и формулировка её задач, и финансирование, и оценка деятельности
сосредоточились в руках не ученых, такой легкомысленный, по сути оскорбляющий
науку подход только и стал возможным. Поэтому Лысенко, не встретив понимания
у ученых, даже не подумал сдавать позиции и воспринимать минимально критику
специалистов. 4 июля постановлением СНК он сам был включен в состав
академиков ВАСХНИЛ, ТО ЕСТЬ БЫЛ УРАВНЕН В ПРАВАХ со всеми этими критиками. А раз
права равные - то и стесняться нечего. Раз не принимают хорошие идеи
заскорузлые старорежимные "спецы", поступим иначе: известим инстанции более
высокие и важные. И об осмеянном ими выведении сразу четырех сортов за два с
половиной года, и об отвергнутой теории обновления сортов сообщим. Так и
появилась на свет уже упоминавшаяся телеграмма, посланная 25 июля этого же года в
ЦК партии и в Наркомат земледелия (а в ВАСХНИЛ - копия, только копия,
дескать , известим вас, дорогие академики, как же иначе, но в копии - знайте свое
место!).
Вступив на стезю борьбы с учеными, Лысенко уже не собирался с нее сходить.
В телеграмме "обновление семян" подавалось как открытие безусловное,
неоспоримое и несущее великую пользу народу:
"На основе этих работ по выведению сортов встал вопрос о пересмотре научных
основ семенного дела... Мы пришли к выводу, что длительное самоопыление
приводит к вырождению многих сортов полевых культур. Разрабатываем методику
устранения вредного влияния длительного самоопыления путем выращивания элиты из
семян, полученных искусственным перекрестом внутри сорта. Вырожденные сорта
этим путем должны стать биологически обновленными.
По примеру разработки и внедрения агроприема яровизации и в работу по
обновлению семян включаем совхозный и колхозный актив (хаты-лаборатории).
Обещаем за период с 20 июля 1935 г. по 20 июля 1936 г. дать данные практической
эффективности мероприятия обновления семян. Одновременно с этим проведем все
подготовительные работы для быстрого внедрения и использования этого
мероприятия в совхозной и колхозной практике".
Несогласные биологи уже не могли с ним совладать, их доводы потеряли всякий
смысл: теперь Лысенко мог спокойно любую критику квалифицировать однозначно -
мешают, вредят, палки в колеса вставляют. Уже в июльском номере журнала
"Яровизация" за 1936 год все скептики могли прочитать:
"Заявление акад. Лысенко (о необходимости внутрисортового скрещивания) было
встречено бурей возражений со стороны ряда научных работников.
На эти необоснованные возражения колхозники в 1936 году ответили делом.
Около двух тысяч колхозов 12 областей и краев Украины и РСФСР энергично
взялись за работу... Всего в 2000 колхозов кастрировано и перекрестно опылено
примерно восемь миллионов растений..., все селекционные станции мира за
полсотни лет своего существования не скрещивали столько растений самоопылителей,
сколько сделали две тысячи колхозов в один год".
Правда, сопоставление псо всеми селекционными станциями мира" было лишено
всякого смысла: нигде в мире никто таким делом не занимался и заниматься не
намеревался, но своим заявлением лысенкоисты показывали, что они готовы
выставить себя героями и во всемирном масштабе!
Октябрьская сессия
ВАСХНИЛ 1935 года
Став академиком ВАСХНИЛ, Лысенко еще более воспарил духом, еще активнее
взялся за раздувание шума вокруг своего имени. Предшествовавший ему мир
науки, отношения между учеными, мораль - все эти старомодные понятия виделись
неправильными и подлежащими разрушению. Червь отрицания проедал ему душу, а
нашедшиеся во множестве корреспонденты газет, партийные функционеры,
второстепенные (и не только одни второстепенные!) ученые разжигали амбиции
"колхозного академика". Они публиковали одну за другой хвалебные статьи,
корреспонденции, очерки, фотографии любимого героя коммунистов. 26 марта 1935 года
газета "Социалистическое земледелие" напечатала его статью "Яровизация
картофеля на юге" . 8 апреля того же года заметку о другом его детище - яровизации
пшениц, в которой он писал:
"Важной задачей является сейчас повсеместный тщательный учет результатов
яровизации еще на корню . . .чтобы завоевать этим примером в будущем году
десятки миллионов пудов дополнительного урожая зерна".
8 мая эта же газета расхваливала еще раз летние посадки картофеля,
заявляя, что проблему картофеля "одним ударом... блестяще разрешил академик
Т.Д. Лысенко".
После смены Президента ВАСХНИЛ в академии решили изменить характер годичных
сессий: делать их, во-первых, чаще и, во-вторых, предпринимать широкое
общественное обсуждение проблем, поднимаемых на сессиях, открыть "всенародную
трибуну передового опыта". Первым примером такого рода должна была стать
октябрьская сессия ВАСХНИЛ 1935 года.
Так получилось, что эта подготовка совпала с решением Сталина показать, что
дело с продовольствием в СССР, наконец-то (после уже 7-летнего периода,
прошедшего со времени поголовной коллективизации), поправляется. 2 октября 1935
года все газеты страны сообщили, что с 1 октября в СССР отменены карточки на
продовольственные товары, введенные сразу после коллективизации. Чтобы
одновременно люди знали, что не везде в мире дела с продуктами питания обстоят
так хорошо, как в СССР, в течение почти 10 дней "Правда" публиковала не
заметки, а большие статьи о продовольственных затруднениях в фашистской
Германии.
Задолго до сессии, которая должна была открыться в конце месяца, в газетах
стали печатать статьи ученых и практиков. Центральными на самом деле
проблемами были такие, как организация селекционной работы с растениями и
животными, улучшение семеноводства, агротехника основных культур. Статьи по этим
вопросам появились, они принадлежали перу крупных ученых (Лисицына,
Константинова, Тулайкова) и написаны были строго, к излишней сенсационности авторы не
прибегали. Но так получилось, что за наиболее животрепещущие были выданы
отнюдь не эти проблемы. Искусственно раздутыми оказались два вопроса: ошибки
А.С. Серебровского, предложившего кардинально перестроить селекцию животных
на базе постулатов евгеники, и революционная роль антигенетических
предложений Лысенко.
Призывы Серебровского были крайне радикальными, его статьи, публиковавшиеся
в течение года, были написаны прекрасным языком, пестрели терминами (большая
часть из них в науке не прижилась) . Автор, став главным специалистом в
ВАСХНИЛ, отвечавшим за внедрение генетики и особенно евгеники в практику
животноводства, взялся за дело решительно. Однако, будучи чистым теоретиком, не зная
множества тонкостей изощренной многовековой зоотехнической практики, Сереб-
ровский своими предложениями (многие из которых, надо признать, были
сформулированы чересчур безапелляционно и потому выглядели вызывающе для знатоков
животноводческого дела) стимулировал критиков к достаточно резким
высказываниям.
Что касается Лысенко, то шум вокруг его имени стоял и до начала сессии и во
время нее. В "Соцземледелии" было опубликовано две статьи самого Лысенко,
развязные статьи его трубадуров - М. Дунина (в будущем академика ВАСХНИЛ) и
А. Савченко-Бельского, а 22 октября Нарком земледелия Украины Л.Л. Паперный
восхвалял Лысенко в газете "Правда":
"Многие хаты-лаборатории ведут большую работу по изучению новых методов в
селекции, разработанных академиком Т.Д. Лысенко... Пользу... [хат]
лабораторий . . . прекрасно понял Т.Д. Лысенко: именно он установил наиболее тесную
связь с колхозными лабораториями".
Через день, 24 октября, в газете "Социалистическое земледелие" группа сот-
рудников Днепропетровского института зернового хозяйства во главе с Фаиной
Михайловной Куперман (в будущем близкая к Лысенко сотрудница, профессор
Московского государственного университета) сообщила о том, что "по предложению
акад. Т.Д. Лысенко и проф. Презента были проведены опыты по действию
ультракоротких звуковых колебаний на растения хлопчатника", и что "под действием
необходимых, лучших дозировок ультракоротких волн могут происходить
положительные изменения - увеличение энергии прорастания, повышение урожайности,
ускорение вегетационного периода". Что понимали Лысенко и Презент в
ультракоротких волнах, сказать нельзя, возможно, они знали о волнах, расходящихся по
воде, но симптоматично, что "мудрые" предложения колхозного академика и
примкнувшего к нему "профессора" блистательно оправдывались в соответствующих
руках.
25 октября в "Правде" на 1-й странице была напечатана фотография "Знатный
бригадир Грейговской МТС, Николаевского района Одесской области Григорий
Дымов в гостях у академика Т.Д. Лысенко знакомится с новым сортом яровой
пшеницы" . Никакого сорта яровой пшеницы Лысенко показывать не мог: его в природе
не существовало. Но попробуй, поспорь с "Правдой", не только утверждающей,
что сорт есть, но даже печатающей фотографии тех, кто этот сорт видел, да еще
в руках самого академика.
На следующий день в той же "Правде" была напечатана передовица "Советская
сельскохозяйственная наука", в которой говорилось:
"За последние несколько лет советская сельскохозяйственная наука достигла
немалых успехов. Всему миру теперь известна теория стадийного развития. Ее
создал и разработал молодой советский ученый Трофим Денисович Лысенко...
Яровизация, как агротехнический прием, дает уже дополнительно полтора центнера
зерна с гектара. Академик Лысенко решил и другую важную проблему: невырождаю-
щегося картофеля на юге".
На 2-й странице этого номера "Правды" была опубликована вместе со статьями
академиков Мейстера и Константинова статья Лысенко "Некоторые итоги
яровизации" , а на 3-й странице запись беседы с матерью товарища Сталина - Екатериной
Георгиевной Джугашвили, которая рассказала, как её сын на днях, после
многолетнего отсутствия посетил родной город Гори и даже недолго побыл вместе со
своим другом Лаврентием Берией в отчем доме. Да, это был далеко не рядовой
номер "Правды".
В эти же дни в "Правде" была опубликована большая статья Вавилова "Пшеница
в СССР и за границей", а еще через три дня Серебровский писал:
"Селекция станет силой, изменяющей племенной состав нашего животноводства,
лишь тогда, когда все селекционеры тесно свяжутся с колхозными массами.
Академик Т.Д. Лысенко дал образец такой связи, и на его опыте мы должны
учиться. . . Социалистическая система открывает широкие просторы для племенного
улучшения скота".
Имя Лысенко с уважением повторили многие из тех, у кого брали интервью
перед самой сессией, - Вавилов, Муралов, Мейстер, и многие из тех, кто выступал
на сессии, хотя были ученые, которые обошлись без таких восхвалений и среди
них прежде всего Лисицын и Константинов.
Благодаря высказываниям восхвалителей формировалось общественное мнение на
всех уровнях, раздувалась не по заслугам слава "колхозного ученого". Что же
было возразить по поводу величия Лысенко, если самые известные в те годы
специалисты - растениевод Вавилов, генетик Серебровский, селекционер Мейстер -
прославляли его?!
В результате действительно серьезные проблемы оказались отодвинутыми на
задний план (в частности, академик Сапегин коснулся проблемы исключительной
важности, лишь сегодня осознанной как центральной в селекции, - выведения
сортов так называемого "интенсивного типа", но его заметочка, написанная
скромно, потонула в ворохе иных статей). Вот и получилось, что еще до всякого
обсуждения на сессии проблем генетики, эта наука оказалась посрамленной, чему
немало способствовало заявление нового Президента ВАСХНИЛ Муралова,
сказавшего при открытии сессии, что "учение Лысенко о стадийности растений" уже
сыграло огромную роль, а вот генетика мало чем помогла селекционерам:
"Генетика не дала никаких указаний относительно подбора родительских пар
для скрещиваний. . . Некоторые генетики еще не освободились до конца от пут
предрассудков и традиций буржуазной науки".
Такие слова вызвали у одного из академиков - Н. К. Кольцова - возражения,
поэтому Муралов в последний день сессии снова вернулся к данному вопросу и
попытался сгладить неблагоприятное впечатление, но снова получилось неуклюже,
слишком решительно:
"... Я хочу, чтобы генетика, как наука, пошла на службу социалистическому
земледелию уже сейчас, немедленно. Поэтому я стою за такую линию в науке,
которая ведет к сближению генетики с селекцией".
Впрочем, нельзя было требовать от профессионального революционера Муралова,
далекого от науки, чтобы он трезво оценивал возможность "немедленного...
сближения генетики с селекцией". Такое сближение осуществлялось каждодневно,
только результатов немедленных ждать было нельзя, и Муралову можно было
простить это непонимание. Наверно, он и не стремился ни к чему плохому, но
получилось так, что его требование формально совпало с лысенковской фразеологией,
и этим очень поддержало мнение о полезности идей Лысенко.
Возможно также не стремился к чрезмерному возвеличиванию Лысенко и Вавилов,
но повторявшиеся в каждой из его статей, в каждом из выступлений хвалебные
фразы играли в эти дни объективно негативную роль.
Выступление же самого Лысенко на сессии было не просто победным. Оно было
вызывающим.
"Где лучше разработано управление развитием в онтогенезе? - вопрошал
новоиспеченный академик и сам себе отвечал. - Нигде в мире, и вряд ли оно скоро
будет где-либо освоено так, как разработано у нас.
Где в мире так четко и ясно разработан и так блестяще освоен подбор
родительских пар для скрещивания? Можно поехать в Одессу и убедиться в том, что
нами в течение 2 лет и 5 месяцев выведен новый сорт пшеницы путем
скрещивания. Где в мире зарегистрированы такие факты?
Где за границей разработана теория, на основе которой крестьянин, а у нас
колхозник в один год мог бы провести громадную селекционную работу по
повышению зимостойкости пшеницы? У нас эта теория разработана. О ней вы можете
слышать и обсуждать ее в Одессе.
Где в мире решен кардинально и окончательно вопрос борьбы с вырождением
посадочного материала картофеля ранних сортов в южных районах? Эта болезнь
имеется во всем мире. Только у нас этот вопрос решен и решен вне всяких
институтов по вирусным болезням. На территории института в Одессе имеется посев
картофеля без всяких признаков вырождения. Недалеко от Одессы в 25 колхозах
имеется такой посев в 300 га. На 1936 год уже обеспечена площадь в 5000 га. На
1937 год весь юг будет обеспечен на 200% посевным картофелем ранних сортов
(не завозным). Где в мире зарегистрировано такое явление?4.
Лысенко, видимо, считал, что он по заслугам воздал тем, кто еще летом этого
же года пытался указать ему на серьезные ошибки в теоретических вопросах,
тянущие его неминуемо к ошибкам в практике. Никакой критики дважды академик
слушать уже не хотел. Теперь на всякую критику он отвечал однозначно: там,
где не мог приклеить политический ярлык, он переходил к разглагольствованиям
о нужде колхозных полей и его, Лысенко, личной озабоченности подъемом их
продуктивности в условиях побеждающего социализма и стоящих поперек его дороги
вольных или невольных пособниках буржуазии. Он вовсю оперировал термином
"наука колхозно-совхозных полей", которая будто бы противостоит "буржуазной
биологической науке". Последней, по его словам, "не под силу по самой природе
капиталистического сельского хозяйства проверять истинность своих выводов".
Начиная с этого года, Лысенко взял на вооружение один тон - поучателя всех
и вся, что он и продемонстрировал на октябрьской сессии, объяснив собравшимся
академикам:
"Нас учат, что единственным надежным критерием истинности всех научных
выводов является практика... Объяснения, которые не показывают закономерности
существующих явлений и не дают руководства к действию, являются ненаучными,
хотя бы они давались академиками... Каждому известен предмет физиологии,
агрохимии, селекции, генетики - это абсолютно обособленные друг от друга
предметы. Однако среди этого научного наследства нет одного предмета - колхозного
и совхозного растениеводства...
Теперь, товарищи, наша первая задача - освоить богатейшее научное
наследство И.В. Мичурина, величайшего генетика. Мы должны, прежде всего, освоить
наследство Мичурина и Тимирязева и требовать от себя, от академиков, в первую
очередь, от специалистов, от аспирантов и от студентов досконального знания
работ этих двух великих людей. А мы интересуемся только тем, сколько прочтено
иностранных книжек".
Приближенные Лысенко равнялись на него и старались перещеголять шефа и
пообиднее представить своих оппонентов из лагеря генетиков и селекционеров.
Так, через три дня после окончания сессии в газете "Соцземледелие" на 3-х
страницах был напечатан хвастливый очерк Д. Долгушина "История сорта",
подробно разобранный выше, в котором генетика была представлена немощной и
вредной наукой, а генетики - недоумками, способными лишь со свечкой в руке искать
на гектарах полей неизвестные им "подходящие формы" растений.
Про свечки Долгушин упоминал не только для куражу. Он все-таки был пообра-
зованнее шефа, поинтеллигентнее, да и времени на полях проводил больше, чем
Лысенко, и знал, как отбирают лучшие формы среди миллионов обычных, ничем не
примечательных растений. Сказано это было со злым умыслом: кому же не
известно, что эти генетики поголовно в Бога веруют, в церковь ходят, вот и скажем
сегодня, в пору разгула воинствующих атеистов, про свечки, а поймут все про
церковь! Где еще люди со свечками ходят!
Молотов
критикует
Вавилова
Тем не менее, в 1935 году Вавилов еще не потерял своей силы. Он еще
оставался вице-президентом ВАСХНИЛ, руководил огромными коллективами ВИР'а и
Института генетики АН СССР. 5 октября того же 1935 года он был первым упомянут
в газете "Правда" среди состава редколлегии нового издания
сельскохозяйственной энциклопедии.
И, наверняка, мало кому бросилось в глаза отсутствие вавиловского
приветствия читателям газеты "Соцземледелие" по случаю очередной годовщины Октября.
По краям газетных полос этого номера были напечатаны краткие заметки с
факсимильным воспроизведением подписей - Лысенко (его послание было поставлено
первым), Мейстера, Тулайкова, Лискуна, Константинова, Давида и других
(сотрудник Вавилова П.М. Жуковский написал: "Мое пожелание - чтобы академик стал
привычным гостем колхозов и совхозов"), но приветствие Вавилова
отсутствовало .
Возможно, эта мелочь и не имела значения, но через месяц Вавилову пришлось
пережить настоящее унижение. 9 декабря состоялась встреча тогдашнего главы
Правительства Молотова с руководителями ВАСХНИЛ, на которой Молотов публично
накричал на Вавилова.
Формальным предлогом для встречи было желание руководителей страны обсудить
результаты октябрьской сессии ВАСХНИЛ, разрекламированной в печати. Как
сообщила газета "Соцземледелие":
"5 декабря тт. Молотов и Я.Э. Рудзутак совместно с наркомом т. М.А.
Черновым приняли... президента А.И. Муралова, вице-президентов т.т. Г.К. Мейстера,
Н.И. Вавилова, М.М. Завадовского и академиков т.т. Е.Ф. Лискуна [и др.]...
Во время беседы, продолжавшейся свыше 3 часов, научные работники рассказали
об итогах работы последней Октябрьской сессии Академии с.-х. наук...".
Главе Правительства был передан план научно-исследовательских работ.
Молотов начал его просматривать и вдруг наткнулся на удивившую его тему:
"Исследование одомашнивания лисицы".
- А это еще с какой целью? - спросил Молотов.
Тему эту внесли в план животноводы, ее должен был курировать академик
ВАСХНИЛ А.С. Серебровский, но его почему-то в Совнарком не пригласили. На вопрос
начальствующей персоны могли бы ответить М.М. Завадовский или животновод Е.Ф.
Лискун, но на защиту темы встал Вавилов (впрочем, Николай Иванович еще в 20-е
годы поддерживал идею акклиматизации и гибридизации животных, в том числе и
диких, с целью их одомашнивания). Его слова вызвали еще больший гнев Молото-
ва, и последний с лисиц переключился на работу собственного вавиловского
института растениеводства и, возвысив голос, несправедливо попрекнул Вавилова
тем, что он транжирит уйму так нужных государству денег на сбор никому не
нужных коллекций семян, а потом гноит эти семена без всякого применения.
Последний пассаж из монолога Молотова в газету на этот раз не попал, но про
лисиц упомянуто было:
"... т. Молотов указал, что... надо беречь и заботливо помогать работе
каждого действительно сведущего в с.-х. науках деятеля, что не только не
исключает, но предполагает критическое отношение к таким деятелям, которые
отгораживают себя от интересов государства, убивая время на изучение "проблемы" об
одомашнивании лисицы и т.п.".
А через девять дней в той же газете передовая статья опять была посвящена
беседе Молотова с учеными, и в ней уже было сказано о якобы плохой работе
ВИР. Институт критиковали за медленное продвижение в практику устойчивых к
заболеваниям сортов и бесполезное хранение образцов семян. "Но от того, что
эта коллекция хранится в шкафах института, практикам... не легче", - было
сказано в статье. Сразу за этим шел абзац о "блестящих работах академика Т.Д.
Лысенко, выдающегося новатора и революционера в сельскохозяйственной науке,
работающего методами прямо противоположными, т. е. опираясь на живую связь с
широкими колхозными массами", и был задан вопрос:
"Не странен ли тот факт, что ряд ученых еще не оказывает необходимой
активной поддержки... Лысенко?".
Так уже в центральной советской печати прозвучало обвинение в адрес
Вавилова, что он, во-первых, оторванный от колхозных масс бесплодный теоретик, а,
во-вторых, что его методы не несут помощи практике. Были прямо
противопоставлены имена Лысенко и Вавилова как антиподов в науке.
Декабрьская встреча
колхозников и ученых
со Сталиным
Еще заметнее это противопоставление проявилось через две недели, когда в
Кремле собрали "Совещание передовиков урожайности по зерну, трактористов и
машинистов молотилок с руководителями партии и правительства". Снова на
встречу пришел Сталин и другие вожди, а выступали не только передовики сель-
ского хозяйства, но и ученые, в том числе Вавилов, Прянишников, Лискун и
другие.
Без сомнения к концу 1935 года у Вавилова было много возможностей понять,
какую фигуру представляет собой его протеже Лысенко. Но Вавилов не изменил
своего поведения и во время этой - предновогодней встречи в Кремле, как не
менял он его и в течение всего 1935-го года, принесшего ему столько невзгод
и, напротив, оказавшегося счастливым для Лысенко. Вавилов посвятил успехам
Лысенко много времени, но желанного эффекта его речь не произвела. Сталин,
как уже было сказано, при первых же словах Вавилова демонстративно поднялся и
вышел из зала.
Вавилов, вероятно, ждал, что Лысенко, который должен был выступить позже
его, скажет в знак благодарности хорошие слова и в его адрес. А Вавилову
очень нужны были эти хорошие слова именно сейчас, когда его взаимоотношения
со Сталиным испортились. Николай Иванович, наверняка, помнил, как правильно и
даже тепло сказал о нем Лысенко во время первой такой встречи со Сталиным в
Кремле в феврале этого же года, когда произнес:
"Академиком Николаем Ивановичем Вавиловым собраны по всему миру 28 тысяч
сортов пшеницы. Академик Николай Иванович Вавилов сделал громадное и полезное
дело" .
Однако вызвать Лысенко на сентиментальность, на ответные чувства, когда это
не приносило ему выгоды, было невозможно, он был искусным политиканом и
отлично знал, что новое время требует новых песен. Времена возблагодарения
Вавилова канули в небытие, и потому он преподал Вавилову урок иного тона и иной
"добропорядочности".
До Лысенко на трибуну вышел новый сталинский выдвиженец - агроном из Сибири
Николай Васильевич Цицин, о котором уже в течение многих месяцев писали
газеты. Цицин объявил, что он берется скрестить сорняк пырей с пшеницей и
утверждал, что стоит на пороге большого достижения: получения многолетней пшеницы,
которая к тому же будет устойчива к грибным болезням. Обещания Цицина были в
духе времени: он уверял, что его пшеницу вообще, дескать, не надо будет
годами пересевать, значит, отпадет необходимость в механизированной обработке
земли, не нужно будет каждый год заботиться о семенах, к тому же, в полном
соответствии с "учением" другого, столь же великого новатора - Василия
Робертовича Вильямса будет нарастать почвенное плодородие и т.д.
Цицин подтвердил, что в своей работе он опирается на помощь Лысенко, и,
естественно, как и подобает сподвижнику Лысенко, хвастался "журавлем в небе",
но даже и "синицы в руках" у него не было, так как на встрече в Кремле он
сообщил :
"Сейчас у нас имеется только 240 граммов семян многолетней пшеницы, а надо
ее иметь не менее, чем на полгектара".
Что же было трубить не один месяц на всю страну об успехах, если никакой
проверки цицинского гибрида еще не было проведено, и семян в руках
селекционера оказалось меньше четверти килограмма? И для каких целей надо было иметь
семян "не менее, чем на полгектара"? Для предварительного испытания? Для
производственного? Цицин об этом молчал. Он предпочитал говорить то, что было
приятно слышать высокому начальству:
"В нашей стране не может быть науки, стоящей вне политики. Каждое решение
партии и правительства должно стать боевой программой работы науки... Скажите
- где, в какой стране науке уделяется столько внимания и заботы, как у нас?"
(выделено мной - B.C.).
Цицин закончил свою речь, как и Лысенко, подобострастным выражением своей
преданности и любви к товарищу Сталину, обращаясь прямо к нему:
"В заключение своей речи, товарищи, мне хотелось бы выразить свое и ваше
отношение к товарищу Сталину. Я долго думал над этим, и трудно мне найти ело-
ва, чтобы выразить свои чувства. Нет таких слов, которыми можно было бы
рассказать о своей любви к товарищу Сталину и его лучшим соратникам.
(Аплодисменты) " .
Сталину очень понравилась речь Цицина. Он, как сообщалось в газетах,
«...подозвал Цицина и просил показать ему семена, о которых шла речь.
Посмотрев семена, он сказал: "Экспериментируйте смелее, не бойтесь ошибок, мы Вас
поддержим"».
Стоит ли сомневаться, что один взгляд такого "признанного знатока" семян,
как Сталин, был ценнее любых свидетельств станций по сортоиспытанию, тем
более, что "возможные ошибки" Цицина заранее прощались. Кстати, всю последующую
жизнь Цицин так и простоял на "пороге великого открытия" (он скончался в 1981
году), обещая всем последующим преемникам Сталина, что вот-вот получит
долгожданный сорт многолетней пшеницы. Сорт на поля так и не вышел, зато хорошие
обещания были неплохо вознаграждены: Цицина по указанию Политбюро ЦК ВКП(б)
одновременно с Лысенко и самим Сталиным "избрали" 29 января 1939 года в
Академию наук СССР и за год до этого, 23 февраля 1938 года, без выборов
назначили действительным членом ВАСХНИЛ, сделали директором Главного Ботанического
сада АН СССР, наградили многими орденами, при Брежневе дважды присвоили
звание Героя социалистического труда! Вот что значит вовремя сделанные посулы и
любовь к диктаторам!
За Цициным на трибуну вышел Лысенко. Ни одного из выступавших не
приветствовали так восторженно. "Совещание встречает тов. Лысенко шумными
аплодисментами, все встают", - писали газеты. Поднявшись со своего места и рукоплеща,
встречал выход на трибуну Лысенко и сам Сталин.
Речи Лысенко "Правда" отвела целую страницу, тогда как отчеты о других
речах занимали несколько абзацев. На следующий день "Правда" на первой странице
поместила огромную фотографию "Сталин, Андреев, Микоян и Косиор слушают речь
акад. Т.Д. Лысенко в Кремле 29 декабря 1935 года". Фотография запечатлела
интересный момент: Лысенко о чем-то самозабвенно говорил, его левая рука
взметнулась вверх, ладонь была раскрыта, растопыренные пальцы полусогнуты в
напряжении. Как будто он силился так раздвинуть пальцы, чтобы обхватить диковинный
по размеру колос... Видимо, его речь была настолько захватывающей, что Сталин
не смог усидеть на месте и слушал - весь сосредоточенный и серьезный - стоя,
не спуская с Лысенко глаз.
Чем же так заинтересовал Сталина Лысенко? Свою речь он начал с выпадов в
адрес ученых, затем осудил авторов бесчисленных, на его взгляд, книг и
учебников, в которых якобы переписаны старые рецепты и не сообщается ничего
стоящего для тех, кто взялся бы создавать, как выразился Лысенко, "прекрасные
сорта растений и породы животных". После этого критического запала можно было
без ложной скромности поговорить и о себе:
"Небольшие знания развития растений, полученные в результате руководимых
мною работ, без всякого преувеличения..., несмотря на ограниченность этих
знаний, неизмеримо больше тех знаний, которые в этой области имеют
представители биологической науки капиталистических стран".
Не менее красочно обрисовал он и свои практические достижения. Хотя точных
цифр прибавок зерна от его предложений он сообщить не мог, эффект, по его
словам, получался все равно внушительный:
"... в этом году колхозы и совхозы, применившие яровизацию, получили по 5-
6-7 тысяч центнеров добавочного урожая. А вся страна получила не меньше 12-15
млн. пудов добавочного зерна. (Аплодисменты)".
Под смех и аплодисменты присутствующих он глумился над своими коллегами -
учеными, заявляя, что они мало понимают в сегодняшней жизни, что большинство
книг и учебников не просто не нужны, а вредны, что их авторы переписывают все
друг у друга, а "сами не только не выводили сортов, а даже не видели, как го-
товый сорт растет на полях". Указывал он и на то, на какие стандарты надо
теперь равняться, к чьим словам прислушиваться:
"Товарищи, в своей речи на совещании стахановцев товарищ Сталин сказал:
"Если бы наука была такой, какой ее изображают некоторые наши консервативные
товарищи, то она давно бы погибла для человечества. Наука потому и называется
наукой, что она не признает фетишей, не боится поднять руку на отжившее,
старое и чутко прислушивается к голосу опыта, практики".
Вообще своими речами в присутствии Сталина в этом году он стремился
показать , как независимо его творчество от всей предшествовавшей науки и тем
более от деятельности сегодняшних коллег. В февральской речи, обзывая многих из
них самой страшной в советских условиях кличкой "классовый враг", он
специально подчеркивал, что они - вредители и ничуть не отличаются от любых других
классовых врагов. Помните его ставшее знаменитым:
"Вредители-кулаки встречаются не только в колхозной жизни... Классовый враг
- всегда враг, ученый он или нет".
В ту встречу он плакался, вспоминая, сколь много "кровушки пришлось /ему/
пролить, попортить в защите, во всяческих спорах с некоторыми так называемыми
учеными". Теперь он снова проигрывал ту же пластинку, но в новой аранжировке:
заявил, что ученые в большинстве своем работают вхолостую ("работа велась не
по заниженным нормам, а просто впустую"), что ученые не знают, ради чего они
работают, какие у них задания, каковы нормы ("В исследовательской работе по
сельскому хозяйству нормы, задания в основном еще не установлены, не
конкретизированы, и исследователь в большинстве случаев не знает, выполняет он свое
задание или не выполняет"), и что поэтому в лучшем случае через много лет и
то лишь честные специалисты смогут убедиться, что зазря ели хлеб народный,
так как "все эти годы делали вообще не то дело, которое надо делать".
Эти обвинения и жалобы не были просто абстрактными упражнениями в риторике.
Говорилось всё с прицелом на то, чтобы создать нужное обрамление для рассказа
о собственных трудностях в общении с учеными. Ему якобы стоило большого труда
продвинуть в практику яровизацию. Еще труднее пришлось, когда он вздумал
"впервые по заранее строго намеченному плану вывести... в неслыханно короткие
сроки, в 2,5 года, сорт яровой пшеницы":
"Это было нелегко сделать, приходилось преодолевать сотни трудностей...,
вести борьбу с людьми науки, не верящими в это дело".
Центральную часть речи он посвятил тому, как трудно ему приходится в борьбе
с научными оппонентами, которые и спорят с ним и подвергают сомнению
целесообразность его "методов", и просто мешают ему административно.
В конце концов, многочисленные упоминания о "работниках науки, которые
спорят о неправильности /его/ методов", настолько возбудили интерес, что Я.А.
Яковлев спросил из президиума: "А кто именно, почему без фамилий?", на что
Лысенко ответил:
"Фамилии я могу сказать, хотя тут не фамилии имеют значение, а
теоретическая позиция. Проф. Карпеченко, проф. Лепин, проф. Жебрак, в общем,
большинство генетиков с нашим положением не соглашается. Николай Иванович Вавилов в
недавно выпущенной работе "Научные основы селекции", соглашаясь с рядом
выдвигаемых нами положений, также не соглашается с основным нашим принципом
браковки в селекционном процессе".
Произнеся эту тираду, Лысенко занес секиру над головами уважаемых ученых.
Заканчивал он свою речь в мажорных тонах. Он заверял Сталина и других
руководителей партии и правительства в неминуемой и скорой победе его сторонников:
"В нашем Союзе среди работников сельскохозяйственной науки уже немало есть
молодняка, немало лучших представителей старых специалистов, по которым можно
равняться... И я, товарищи, глубоко уверен, что сейчас, когда стахановское
движение, возглавляемое великим вождем мирового пролетариата товарищем Стали-
ным, с небывалой силой разлилось по всем разделам, по всем областям, по всей
территории нашего могучего Советского Союза, сельскохозяйственная наука не
останется незатронутым островом в этом движении. Да здравствует великий вождь
и руководитель мирового пролетариата, организатор колхозно-совхозных побед
товарищ Сталин!".
Сталин на совещании не выступил. Итоги от лица руководства партии подводил
Яковлев, и он дал высочайшую оценку Лысенко:
"Здесь выступали представители молодой советской агрономической науки,
которые действительно хотят идти вперед вместе с колхозами, совхозами, которые
выросли из колхозов и совхозов. Для них наука есть, прежде всего, обобщение
опыта, практики.
Здесь выступал молодой академик Лысенко, который создал теорию яровизации,
открыл способ в 3-4 раза ускорить выведение новых сортов, который решил
задачу выращивания здорового, невырожденного посадочного материала картофеля на
юге" .
Яковлев причислил к числу тех, на кого может положиться руководство страны,
не только Лысенко, но и Цицина и Эйхфельда:
"Это молодые орлята, они только еще расправляют свои крылья. (Шумные
аплодисменты) . Нам недолго ждать, когда они свои крылья расправят ...
С ними в ряд работают такие старики, мастера. . . как Мейстер, создавший для
засушливой степи прекрасные сорта зерновых культур".
К этой оценке присоединился Нарком земледелия СССР Чернов, который призвал
"смелее идти по пути, о котором говорил товарищ Лысенко, - по пути яровизации
наших посевов". Радуясь тому, что обещанные Лысенко прибавки урожая появятся
сами собой (наиболее привлекательное для "экономных" руководителей
достижение) , Нарком вопрошал:
"Что это дело трудное, что ли? Что для этого нужно фабрики строить? Заводы
строить? Нет, для дела яровизации семян нужно иметь хороший амбар или сарай,
самый обыкновенный термометр и агронома... который бы болел за дело. Все это
в наших силах. И поэтому посев яровизированными семенами должен расти у нас
гигантскими темпами".
Уже на следующий день после окончания совещания в Кремле, 3 января 1936
года, передовая статья "Правды", озаглавленная "Союз науки и труда", оповестила
всю страну о награждении лучших из лучших высокими правительственными
орденами. "В числе награжденных стахановцев сельского хозяйства имеются выдающиеся
сельскохозяйственные ученые", - говорилось в статье. Первым среди них был
назван Лысенко, удостоенный второго ордена - на этот раз высшего ордена СССР,
ордена Ленина. Под передовицей было напечатано следующее сообщение:
"Саратов, 2 января (ТАСС). Вице-президент Всесоюзной с.-х академии имени
Ленина Г.К. Мейстер, награжденный орденом Ленина, послал в Москву - товарищу
Сталину телеграмму следующего содержания.
"Дорогой товарищ Сталин! Счастлив признанием полезности моей работы. Горю
желанием отдать под вашим руководством все свои знания и силы на великое дело
социалистического строительства.
Мейстер".
Под этой телеграммой шел текст:
"МОГЛИ ЛИ МЫ КОГДА-НИБУДЬ МЕЧТАТЬ О ТАКОЙ ВЕЛИКОЙ ЧЕСТИ"
Письмо родителей академика Т.Д. Лысенко
товарищу Сталину
Любимый наш, родной Сталин! День, когда мы узнали о награждении орденом
Ленина нашего Трофима - это самый радостный день в нашей жизни. Могли ли мы
мечтать когда-нибудь о такой великой чести, мы - бедные крестьяне села Кар-
ловка, на Харьковщине.
Тяжело было учиться до революции нашему сыну Трофиму. Не приняли его -
крестьянского парня, мужицкого сына, в агроучилище, хотя в школе он имел одни
пятерки. Пришлось Трофиму пойти в Полтавское садоводство. Так и остался бы он
на всю жизнь садовником, если бы не советская власть. Не только старший
Трофим, но и младшие пошли учиться в институты. Мужицкому сыну была открыта
широкая дорога к знанию.
Закончив институты, младшие сейчас работают инженерами: один - на Уральской
шахте, другой - в Харьковском научном институте, а старший сын - академик.
Есть ли еще такая страна в мире, где сын бедного крестьянина стал бы
академиком? Нет! ...
Не знаем, чем отблагодарить вас, дорогой товарищ Сталин, за великую радость
- награждение сына высшей наградой. Я, Денис Лысенко, за свои 64 года много
поработал, однако, работу в своем родном колхозе "Большевистский труд" не
бросаю, ибо в колхозе весело сейчас работать, ибо жить стало лучше и веселее.
В колхозе я работаю опытником, огородником, пасечником и садоводом. Подучив-
шись на курсах селекционеров здесь, у сына, я обучил четырех колхозников
скрещивать растения. Сам скрестил 13 растений, произвел опыты по яровизации
свеклы, в результате чего получаю двойные урожаи. Недавно задумал специальную
машину для подкормки свеклы жидким удобрением и поручил ее выполнить
колхозному кузнецу. Этими работами я по мере своих старческих сил отблагодарю вас,
товарищ Сталин, руководимую вами коммунистическую партию и советскую власть.
С колхозным приветом!
Денис Никанорович Лысенко (отец академика Лысенко), Оксана Фоминична
Лысенко (мать) .
Одесса, 2 января.
(ТАСС)".
Трофим Лысенко с орденом Ленина, который он любил носить.
ГЛАВА VII.
БЛЕФ - ОРУДИЕ КАРЬЕРЫ
"Уже ему казалось:
он всесилен".
Семен Липкин. Из книги "Кочевой огонь".
"Знание какой-нибудь истины может быть
не совсем удобно в известную минуту, но
пройдет эта минута - и эта же самая
истина станет полезной на все времена и
для всех народов".
Клод Адриан Гельвеций. Об уме.
Провал
яровизации
пшениц
На следующий же год после объявления о внедрении яровизации озимых в
колхозную и совхозную практику стало ясно, что вместо повышения урожайности аг-
роприем ведет к значительным потерям урожая. Поэтому уже в 1932 году призывы
к обработке холодом озимых пшениц прекратились, а вместо этого Лысенко начал
пропагандировать яровизацию яровых. Ни о каком провале первого предложения он
позже, разумеется, и не упоминал. Вроде бы ничего особенного не случилось,
просто наука сделала шаг вперед - и теперь нужно проращивать на холоду уже не
озимые, а яровые культуры. То, как он несколькими годами позже объяснил на
публике свою неудачную выдумку с озимыми, стало привычным для него на
протяжении всей последующей жизни. Например, 29 октября 1935 года в газете
"Социалистическое земледелие" он опубликовал статью "Очередные задачи яровизации",
в которой будто невзначай, просто потому что к случаю пришлось, объяснил
отказ от первоначальной идеи:
"Предыдущими опытами выяснено, что любое растение озимой пшеницы, пошедшее
в зиму полностью яровизированным, несравненно менее зимостойко, чем растение
того же сорта пшеницы, одновременно высеянное, но пошедшее в зиму в неярови-
зированном состоянии. Это положение из работ по яровизации многим
специалистам уже известно 2-3 года".
Странно, что никаких научных сообщений об этом "два-три года назад" в
печати не проскользнуло.
Но и с яровизацией яровых дела оказались плохими. Пока Лысенко шумел в
газетах, на собраниях и встречах о 12-15 миллионах пудов дополнительного зерна,
подаренного стране за счет яровизации, накапливались неутешительные данные о
реальном положении дел с яровизацией. Никак не удавалось добиться даже того,
чтобы вся запланированная посевная площадь была действительно занята такими
посевами. Например, в 1932 году вместо 110 тысяч гектаров все яровизированные
посевы в стране составили лишь 19 277 га. Впрочем, и эта цифра была плодом
преувеличения. Ее высчитали помощники Лысенко якобы на основании анкет
колхозов и совхозов, но позже сам Лысенко сообщил, что анкеты о собранном урожае
поступили только из 59 колхозов и охватывали площадь в 300 га, так что больше
чем о 300 гектарах говорить было нечего. Характерно и другое заявление,
которое иначе как саморазоблачением не назовешь. Лысенко признал, что данные,
сообщаемые в анкетах, фальсифицированы: "...нередки случаи... когда посев
только числился яровизированным, без яровизации".
Однако постепенно и теоретическая и практическая стороны этого агроприема
стали подвергаться серьезной проверке. Сапегин, например, отмечал, что пред-
ставление о стадиях имеет право существовать как всего лишь одна из концепций
в физиологии растений, причем:
"Самой сущности внутренних яровизизационных процессов мы еще не знаем,
углубленной теории развития растений, как теории самих этих внутренних
процессов онтогенеза, еще нет. . . предложение Лысенко не универсально, не панацея.
Мы ведь знаем пока только две стадии развития растений, да и то лишь в
первом, поверхностном подходе.... Сущность самих стадий - еще полные потемки".
С самого начала Сапегин считал, что если польза от яровизации и проявлялась
кое-где, то она не превышала пользу, которую приносит обычная селекционная
работа с сортами.
Систематическая проверка яровизации была проведена в независимых от Лысенко
сортоиспытательных станциях во всех земледельческих зонах в точно
контролируемых условиях, с соблюдением всех требуемых наукой принципов. К 1935 году
(за 4-5летний период исследований) были накоплены вполне ясные данные. Их
получили на 54 сортоучастках, расположенных по всей стране, эффективность
яровизации проверяли для 35 сортов. Результаты были суммированы крупнейшим
специалистом по методике опытного дела академиком Петром Никифоровичем
Константиновым, к тому же выдающимся селекционером, сорта которого высевались на
миллионах гектаров. Вывод проверки в комментариях не нуждался:
"В среднем по годам наблюдалось то снижение, то повышение от яровизации, а
в среднем за пять лет яровизация прибавки [урожайности - B.C.] почти не
дала" .
На деле это означало, что яровизация себя не только не оправдала, но
принесла огромный вред. Во время манипуляций с прорастающим зерном почти
половина семян при перелопачивании гибла, и поэтому количество семян, потребных для
высева, следовало увеличить больше, чем вдвое, всходы оказывались изреженны-
ми, и Лысенко, начиная с 1933 года, постоянно предупреждал, что нужно
загущать посевы по сравнению с обычным севом. И это при острой нехватке в стране
любого зерна, не говоря уже о посевном - самом ценном!
Как только надежно проверенные данные были обработаны, ученые (в
особенности академики Константинов и Лисицын) начали возражать против насильственного
внедрения яровизации. Сначала они выступили на научных конференциях. Затем
Константинов послал статьи в газеты (часть их была опубликована). После этого
Константинов вместе с Лисицыным и болгарским ученым Дончо Костовым,
приехавшим тогда в СССР, чтобы работать вместе с Вавиловым, опубликовали
обстоятельную статью об ошибках в трактовке пользы от яровизации и отмены научных основ
селекции. Ученые возражали против неправомерно широкого использовании метода
на практике. С подлинной заботой о нуждах страны они резюмировали:
"Все сказанное обязывает к более или менее детальному районированию
яровизации как агроприема на основе опыта. И эта работа должна предшествовать
массовому внедрению яровизации...
Пока же... яровизация применяется очень широко и вообще учет
производственного опыта стоит не на должной высоте. Методика учета заведомо страдает...
Всякие отрицательные результаты нередко выбрасываются... Даже объективные
данные опытных учреждений не всегда пользуются в институте [Лысенко - B.C.]
доверием только потому, что они не дают иногда высоких эффектов или же дают
отрицательные результаты".
Будто предвидя, какую бурю негодования вызовут их спокойные, деловые
заметки, авторы заканчивали статью такими фразами:
"Высказанные замечания единственной своей целью имеют уяснение истины. К
сожалению, полемические приемы и самого акад. Лысенко и его отдельных
сотрудников далеко не содействуют разумной дискуссии, а, следовательно, и уяснению
истины".
Как в насмешку над трезвыми расчетами ученых, из центральных органов год за
годом поступали команды об удвоении и утроении посевов яровизированными
семенами. Лысенко продолжал заверять власти в том, что яровизация непременно даст
миллионы тонн дополнительного зерна без всяких на то расходов, а власти
предпочитали не слышать критики новой идеи!
Рьяные борцы за яровизацию (вроде бывшего студента Константинова Андрея
Утехина, искавшего теперь покровительства у Лысенко), выслуживаясь перед
властями, рапортовали, что всё больше колхозников обучаются яровизации, что
только в Куйбышевском крае на краткосрочных курсах подготовлено 65 тысяч яро-
визаторов. В 1940 году Лысенко уверял, что якобы площадь, занятая
яровизированными посевами пшеницы, превысила уже 10 миллионов гектаров, то есть стала
равной площади посева пшеницы во Франции и Италии вместе взятых.
Однако, несмотря на распоряжения руководящих органов, планы яровизации
яровых пшениц так никогда и не удалось выполнить: во многих областях работа была
свернута целиком, не взирая ни на какие приказы сверху, и даже "бумажные"
отчеты содержали цифры гораздо меньшие, чем предписывалось планом.
Поразительно, что даже в Одесской области, где располагался лысенковский институт,
яровизацию свели к минимуму, и пленум ЦК компартии Украины вынужден был записать
в решении от 30 января 1936 года:
"Особенно выделяются в этом отношении Одесская область, где яровизированные
посевы занимали в 1935 году всего лишь 11,9% площади ранних яровых, и
Донецкая область - 4,3%".
Это при плане, предусматривавшем 100%-ные посевы яровизированными семенами!
Неудачи со сверхскоростным
выведением сортов пшеницы
Еще более неприятная картина складывалась с другим разрекламированным
"успехом" Лысенко - выведением им за два с небольшим года сразу четырех сортов
яровой пшеницы. В 1935 году Лысенко заявил, что к осени 1936 года будет
располагать пятьюдесятью тоннами семян каждого сорта. Перед тем, как ехать на
вторую встречу со Сталиным в конце декабря 1935 года, он вместе с Презентом
писал:
"Принятые нормы размножения семенного материала сам-15 [то есть получение в
15 раз больше семян, чем посеяно - B.C.], сам-20... на сегодняшний день
ничего, кроме смеха, у нас не должны вызывать... Мы, как бы в угоду всем не
верующим в новый метод работы, в плановое создание сорта, берем самые
баснословно укороченные сроки выведения и размножения... для посева тысяч гектаров
в колхозах и совхозах, где эти лица смогут наблюдать наш "провал" новой
методики работы".
Во время самого выступления перед Сталиным Лысенко поразил всех
присутствующих фантастической скоростью размножения семян, когда сказал, что "...из
500 зернышек..., имевшихся у нас в начале 1934 года, к осени 1935 года, то
есть с небольшим через год мы получим сам-800", и что такой темп будет
удержан и в 1936 и в 1937 годах. Но к весне 1936 года семян собрали в десятки раз
меньше обещанного, хотя точное количество названо не было: в одном
выступлении Лысенко сообщил о 120 килограммах каждого сорта, в другом - о 130 кг, в
третьем - о 1,5 центнерах.
Выше было отмечено, что в те годы в стране подняли на щит идею так
называемого социалистического соревнования - рекордных плавок, сверхплановой добычи
угля и т. п. , по этому поводу шумели газеты. При ненормальном планировании,
вольном обращении с цифрами нормирование трудовой деятельности фактически
перестало существовать. Кроме того, в большинстве отраслей промышленности
превалировал выпуск технологически несложной продукции, которую можно было
изготовлять с заметными отклонениями от предписанных стандартами характеристик, и
которой, тем не менее, всё еще не хватало, она и в таком некачественном виде
шла нарасхват. Поэтому власти и на верхах и в низах понукали трудящийся люд
работать шустрее, перевыполнять нормы, словом, проявлять то, что называлось
трудовым героизмом. Реального стимулирующего действия это не оказывало,
большинство из тех, кто рвался в передовики, шло на обман.
Такая деятельность в принципе не могла иметь отношения к научному труду,
была противопоказана для ученых. Быстро сляпанное исследование, без
надлежащих повторов и контролей и столь же спешно внедренное в практику, могло
преподнести в будущем столько неприятных сюрпризов, отозваться в перспективе
такими нежелательными последствиями, что лучше было удержаться от такого
"героизма " в науке. Однако Лысенко и тут ловил рыбку первым и не мог устоять перед
соблазном покрасоваться. Он включился в соцсоревнование, объявив об этом в
газете "Правда", причем среди пунктов обязательств повторялось, что лысенков-
ский институт берется получить по 50 тонн семян каждого сорта и что арбитром
выполнения соцсоревнований согласилась выступать "Правда". Посылая вызов
Вавилову, который выведением сортов не занимался, Лысенко, наверняка,
намеревался выставить его в черном цвете: что-де ты всё о селекции теории
разводишь , а сам даже такой пустяковины сделать не можешь, как вырастить за год из
пятисот зернышек пятьдесят тонн семенного зерна!
Но одним бахвальством не проживешь. Легкий успех, достигнутый при ручном
выращивании сотни колосьев в тепличных ящичках, повторить не удалось. Когда
наступил ноябрь, отчитываться было нечем: было заявлено, что всего получили
не пятьдесят, а якобы около полутора десятков тонн. Сообщая об этом уже не в
"Правде", а в "Известиях", Лысенко признал этот факт, но попытался увернуться
от провала помпезно принятых на себя социалистических обязательств. Он, во-
первых, выставил новое обещание - получить до начала следующего года 22 тонны
семян (тем самым размер непойманной жар-птицы уменьшался более, чем вдвое,
хотя почему он был уверен, что соберет именно 22 тонны, не говорилось) , а,
во-вторых, он заявлял, что в принципе соцобязательства выполнены. Провал с
получением 50 тонн преподносился как несомненный и неоспоримый успех, абзац
на эту тему был даже набран жирным шрифтом:
"Так как выведение вышеозначенных сортов (1163, 1160 и 1055) имело основной
целью практически проверить правильность теории стадийного развития как
основы селекционной работы, то факт выведения на этой основе сортов яровой
пшеницы для Одесской области говорит, что взятое на себя обязательство институтом
выполнено".
Вместо ответа по ранее взятым обязательствам, он теперь давал более
залихватские обещания:
"Мы с июля 1935 г. ведем опыты по созданию путем скрещивания нового сорта
пшеницы в ОДИН год. Результаты будут известны летом 1936 года" (выделено мной
- B.C.).
Позже о сортах, выведенных за год, он не вспоминал, но нельзя не признать,
что тактический выигрыш от горячечных заявлений был несомненен. Молчала о
провале и "Правда" - гарант и арбитр соцсоревнования. Главная задача -
вдалбливание в умы обывателей, что настоящие ученые ночей не спят, всё о благе
народном пекутся, была выполнена, остальное же - суета сует.
Провалилась и надежда на быстрое сортоиспытание этих "сортов". Выступая
перед Сталиным в конце 1935 года, Лысенко выразился так, что его можно было
понять однозначно: дескать, сортоиспытание - этап пройденный: "...мы пропустили
этот сорт через полевое машинное сортоиспытание". Повторял он аналогичные
заявления много раз, в том числе и на протяжении 1935 года. Однако позже, 29
августа 1936 года, выступая на выездной сессии зерновой секции ВАСХНИЛ в
Омске, и видимо нечаянно, он проговорился, что "сорт" или "сорта" никакого - ни
производственного, ни государственного - испытания не прошли:
"В настоящее время три новых сорта [почему-то не четыре, а лишь три - B.C.]
мы считаем уже готовыми; в известной мере они уже и размножены. . . Они прошли
двухлетнее полевое сортоиспытание. В 1935 т.... на небольших делянках, а в
1936 г. на нормальных по площади делянках в полевом сортоиспытании" .
(Отметим, что и здесь Лысенко старается завуалировать истинное положение
вещей: то, что он называл "полевым сортоиспытанием", на самом деле было
обычным размножением, предшествующим начальным этапам конкурсного испытания, а
сортоиспытание на делянках - вообще нонсенс).
С другой стороны, как ни превозносил он отменные свойства выведенных им
"сортов", иногда и он нечаянно ронял слова об обуревавших его страхах, как
это случилось во время встречи в Омске, когда он сказал:
"Лично меня, как одного из главных авторов данной работы, волновал вопрос -
останутся ли эти сорта, не ухудшатся ли они по сравнению с тем, что я
наблюдал на делянках сортоиспытания в 1935 т.... Все время меня мучила мысль - не
случится ли это с нашими новыми сортами яровой пшеницы? Каждому ведь известны
случаи, что многие сорта на делянках ведут себя прекрасно, но потом, при
внедрении в производство, по каким-то неизвестным причинам оказываются
негодными" .
Положим, такие казусы у настоящих селекционеров не могли случиться: для
того и существовало многоступенчатое сортоиспытание на всё возрастающих
площадях, чтобы исключить возможность выпуска на поля недоработанного материала.
Поэтому, подводя базу под видимый ему провал своих "сортов", Лысенко, как
говорится, "наводил тень на плетень". Наверно, потому и не спешил он передавать
их в производство, зная им истинную цену, а всё время напирал на то, что они
"ускоренно размножаются".
Из всех этих недоговорок и непроверенных обещаний вытекало, что в речи в
Кремле Лысенко попросту обманул Сталина, когда расхвастался о своих успехах в
селекции. Сталин, конечно, был рад узнать, что в его стране выведен
выдающийся сорт, но те, кому доводилось присутствовать не на одном, а на многих
выступлениях Лысенко, не могли не обратить внимания на то, как часто он
противоречил сам себе. То говорил об одном, то о трех, то о четырех сортах и т.п.,
и против его воли, слушателям становилось ясно, что сорта эти существуют
только в его воображении.
Примеры несогласованности в цифрах, которые я находил, знакомясь с
печатными материалами, выходившими под фамилией Лысенко, поражали меня еще по одной
причине: в 50-е годы во время встреч с ним я не раз удивлялся блестящей
памяти Трофима Денисовича, умению вспоминать дословно протяженные куски текста из
любых его работ. Этим он потрясал меня в продолжение нескольких наших с ним
многочасовых бесед. А ведь, наверняка, двадцатью годами раньше его память
хуже не была. Можно дать только одно объяснение этим "оговоркам". Лысенко
проникся психологией руководителей нового общества и утвердился в мысли, что
выпуск в обращение фальшивых векселей ненаказуем, а, напротив, приветствуется.
Поэтому он использовал любые способы привлечь внимание к своему
безостановочному "подвигу", жаждал зажечь воображение верхов тем, что рождает новые
приемы, выводит новые сорта, что сорта его прекрасны. На запоминающих все
несовпадения коллег он не обращал внимания, так как убедился, что никакого
реального вреда они ему принести уже не могут.
Он смелел в общении со Сталиным и использовал встречи для собственного
выдвижения на роль истинного кормильца народного, прибегая при этом к любым
эффектным ходам, пусть не имеющим ничего общего с наукой, но действовавшим на
столь же далекого от науки Сталина безошибочно. Об одном ярком примере такого
его поведения я услышал от профессора-химика Я.М. Варшавского:
"В 1937 году после ареста главного ученого секретаря АН СССР ("непременного
секретаря", по тогдашней терминологии) Н.П. Горбунова, временное исполнение
этих обязанностей было возложено на Владимира Ивановича Веселовского, тогда
кандидата химических наук, работавшего в Институте им. Карпова. В один из
первых же дней работы в новом качестве он был вызван в Кремль на совещание у
Сталина по вопросу о срочном выходе из прорыва в обеспечении Москвы овощами.
Был вызван из Одессы на это совещание и Т.Д. Лысенко.
Как водится, ученые (и в их числе проф. Лорх - автор одного из лучших
сортов картофеля) докладывали о мерах, которые они принимают или собираются
предпринять. Неожиданно Сталин поднял с места Лысенко, попросив осветить
положение с картофелем в Москве. Лысенко вышел, вынул из одного кармана
несколько мелких картофелин, высыпал их на стол перед Сталиным и сказал, что
вчера, не поленившись, съездил на поле Института картофельного хозяйства, где
работал Лорх, и выкопал первый попавшийся ему на глаза куст, и вот какая
мелочь оказалась на поле института. Затем он полез в другой карман, вытащил
оттуда три больших картофелины, положил их также перед Сталиным и добавил: а
вот такая картошка растет под любым кустом на его поле в Одессе.
Эффект от такой не имеющей касательства к науке выходки превзошел все
ожидания. Сталин начал выговаривать ученым и потребовал, чтобы они срочно
исправили свою работу, привели ее в соответствие с методами Лысенко".
Аппетит приходит во время еды и, начав раздавать обещания по поводу
выведения сортов, Лысенко никак не мог угомониться. С пшениц он перебросился на
хлопчатник, и во время декабрьской встречи передовиков сельского хозяйства со
Сталиным пообещал ему, что в том же темпе, за 2 года, решит и проблему
выведения замечательного сорта хлопчатника, о котором Сталин мечтал. В марте 1936
года украинские власти организовали аналогичную московской встречу ударников
села с руководством украинской компартии, и тогда Лысенко снова вернулся к
вопросу о сорте хлопчатника (он говорил тогда по-украински, но центральные
газеты напечатали речь по-русски):
"Если же я к весне не получу 40 кг семян нового сорта, то я не смогу дать к
осени 5 т, а если так, то не выполню своего обещания, данного в Кремле
товарищу Сталину. А вам известно из опытов пятисотниц, что если обещание дано
партии и правительству, значит нужно его выполнить, иначе не будешь настоящим
колхозником.
Голос из президиума. Правильно. (Аплодисменты).
Лысенко. Ая хотя и не колхозник, а рядовой ученый ...
Голос из президиума. Вы в коллективе работаете.
Лысенко. Совершенно правильно. Так вот, если я не выполню задание,
какое право я имею называть себя ученым?".
Никаких сортов у него, разумеется, не получилось. Он еще несколько лет
(вплоть до начала войны) продолжал упоминать о якобы размножаемых и всё еще
доводимых до кондиций сортов яровой пшеницы, так и фигурировавших под
четырехзначными номерами, но постепенно и в речах стал упоминаться только "сорт
1163", об остальных умалчивалось. Об этом "сорте" академики Константинов и
Лисицын и профессор Дончо Костов писали:
"Зерно пшеницы 1163 слишком мучнисто и, по словам акад. Лысенко, дает
плохой хлеб. Этот недостаток академик Т.Д. Лысенко обещает быстро исправить.
Кроме того, сорт поражается и головней, Но если принять во внимание, что сорт
селекционно недоработан, то есть не готов и, кроме того, не прошел
государственного сортоиспытания, то сам собою встает вопрос, для каких надобностей
этот неготовый, неапробированный сорт размножается такими темпами. Едва ли
семеноводство Союза будет распутано, если мы будем выбрасывать в производство
таким анархическим путем недоработанные сорта, не получившие даже права
называться сортом".
Вердикт специалистов вскрывал также тот неприятный для Лысенко факт, что
потуги его услужить властям, делом доказать правоту Постановления ЦКК и РКИ
1931 года, позорно провалились. Да и в постановлении речь шла не просто о
быстрой селекции. Там указывалось, что свойства новых сортов должны быть лучше,
чем у предшествующих. Ни одному из выставленных требований "сорта" Лысенко не
отвечали.
"Шедевр" Лысенко так никогда и не был доработан. Это его детище не принесло
пользы сельскому хозяйству, как, впрочем, не принесло и прямого вреда: сеять
сорт не стали, а, значит, и убытков не понесли. Убытки были в другом: тактика
обмана, фикции, имитации успехов, политического приспособленчества создала
новую стратегию в науке. Исследования заменяла суетливая фальсификация под
лозунгом борьбы за передовую советскую науку.
Неудача с летними
посадками картофеля
Повернувшись лицом к Сталину, Лысенко произнес с кремлевской трибуны 29
декабря 1935 года:
"Я буду изо всех сил драться, чтобы иметь право в будущем году рапортовать
товарищу Сталину, что все 16 тысяч колхозов юга Украинской ССР уже решили
проблему преодоления вырождения картофеля".
По картофельному вопросу даже разгорелась дискуссия. Лысенко, желая еще
больше заинтриговать руководителей страны своими разработками в этой области,
сказал:
"Я обращаюсь, товарищи, к представителям южных районов СССР со следующей
просьбой: расскажите наибольшему числу колхозников... о мероприятии летней
посадки картофеля. Если на будущий год мы с вами по-настоящему возьмемся за
дело, мы сумеем обеспечить весь юг Украины посадочным материалом".
Тут из президиума раздался вопрос: "Заволжью поможете?" Лысенко ответил
хитро:
"Поможем, но в 1936 году, к сожалению, еще немного. В районах Казахстана,
Туркестана и других мы сможем развернуть массовые опыты только в 1937 году.
Мы работаем в Одессе, дальность расстояния... является большим тормозом. Если
вы найдете нужным, то я перееду туда работать. В этих районах своя специфика.
По одной написанной инструкции этого дела не сделаешь, нужно самому
посмотреть , проанализировать конкретные условия. Мы и не решаемся пока развертывать
там массовые опыты".
Из президиума снова раздался голос - теперь одобрения такого подхода:
"Правильно!"
Однако, несмотря на готовность Лысенко переехать куда-угодно (а, может
быть, он намекал, что ему в Одессе уже неуютно и тесно, и пора его
перебазировать в какое-нибудь местечко получше), летние посадки картофеля не
приобрели популярности. Ни на юге Украины, ни в других регионах страны с теплым
климатом, сколько Лысенко не обещал, какие распоряжения не поступали сверху,
летние посадки себя не оправдали: урожаи оказались низкими, причем скрывать
это дальше стало невозможным. Надо было давать хоть какое-то объяснение, и
Лысенко решил, что виновных в случившемся надо искать вне стен его института:
"В этом году плохой урожай картофеля не потому, что была засуха, а потому
что поле засадили всяким сборным материалом с урожая летних посадок прошлого
года".
Но ведь раньше было торжественно провозглашено, что любой картофель станет
оздоровленным и высокоурожайным, как только пройдет чрезвычайно полезную
процедуру летних посадок, улучшающую даже наследственность. При чем же тут
"всякий сборный материал"? Лысенко и здесь ищет руку врага:
"... посадочный материал из урожая летних посадок 1936 года во многих
колхозах был разбазарен и не оставлен на семена только потому, что кому-то захо-
телось, чтобы колхозы не имели посадочного материала, а отсюда, конечно, и
хорошего урожая... Картофелем уже можно было завалить юг, но, к сожалению, мы
этого еще не добились".
Не упустил он возможности кинуть камень и в огород ученых, не
воспринимающих безоговорочно эту его новинку. Он зачислил в разряд ретроградов тех
академиков и сотрудников аппарата президиума ВАСХНИЛ, которые, по его мнению,
"по долгу службы знают, что это дело должно быть в их ведении (с какой
стороны - это другое дело)", но мешали продвижению яровизации в практику и теперь
препятствуют летним посадкам.
Между тем, несмотря на провал, Совет Народных Комиссаров отверг в приказном
порядке все сомнения. 3 февраля 1937 года газета "Известия" опубликовала
специальное постановление правительства СССР "О летних посадках картофеля по
методу академика Т.Д. Лысенко", в котором говорилось: "Обязать Совнарком УССР с
1938 года прекратить в южной части Украинской ССР посевы картофеля
вырожденными семенами и целиком перейти на посев картофеля невырожденными семенами".
Это постановление выполнено не было. Вот, что писал сам Лысенко 1 апреля 1938
года:
"Для осуществления этого постановления в 1937 г. под летние посадки на
Украине было запланировано 53 тысячи га. Фактически же было посажено 1...3 га,
что составляет 25% к правительственному заданию".
На следующий год правительство СССР, опасаясь, видимо, нереальности
раздутых Лысенко цифр, было вынуждено сократить план и в очередном постановлении
"О мерах по повышению урожайности картофеля в 1938 году", принятом 19 марта
1938 года, план был снижен до 49,8 тысяч га. Чтобы мероприятие не сорвали и
на этот раз, в важном государственном документе для каждой области Украины
теперь был задан объем посевов, записанный отдельной строкой. Но и
скорректированный план остался невыполненным. Уже после войны Лысенко признал, что к
1940 году, по его собственным подсчетам (а мы уже знаем его страсть к
завышению результатов) в стране было всего 7,3 тысячи гектаров летних посадок.
Выяснились также многие нежелательные стороны этого "чудодейственного" агро-
приема:
"... летом сажать картофель под плуг [как это делали и делают повсеместно и
в России и на Украине - B.C.] нельзя, необходимо сажать под лопату, а лучше
специальной картофелесажалкой, сконструированной специалистом Института
селекции и генетики А.И. Нижняковским при участии A.M. Фаворова", - пишет
Лысенко в апреле 1938 года, так как сажалка эта "не иссушает почву". Но вот
вопрос: а где её взять? И сколько она будет стоить? И где гарантия ее хорошей
работы? Сажать же под лопату означает в десятки раз увеличить затраты ручного
труда. Кроме того:
"Сразу же вслед за посадкой поле необходимо забороновать: ни в коем случае
нельзя допускать глыбистой поверхности почвы, так как это приведет к
чрезмерному и быстрому ее иссушению, а в практике летних посадок 1937 года были
случаи, когда из-за непроведенного рыхления почвы последняя изобиловала
трещинами, что чрезмерно иссушало ее, и в результате был получен низкий урожай".
Как видим, он окружает свое предложение многими ограничениями, условиями,
которые могут якобы повлиять на урожай при летних посадках, тем самым снимая
с себя вину и перекладывая ее заранее на "плохих" исполнителей его несомненно
правильной идеи! И, наконец, Лысенко дезавуирует свое же прежнее заявление,
сделанное им в "Правде" 27 июня 1937 года, что клубни от летней посадки
"значительно лучше переносят зимнее хранение и до самой весны не прорастают".
Известно, что гниение картофеля во время зимнего хранения в основном
обусловлено зараженностью клубней бактериями, грибами и вирусами. Лысенко же всё время
оспаривал роль вирусов, потому и писал в "Правде" о замечательной сохранности
клубней, выращенных летом и осенью. И вдруг менее чем через год выясняется,
что картофель, полученный по его методу, гниет даже сильнее, чем обычный.
Естественно, Лысенко не признает ошибочности своих предпосылок, а находит
"косвенную" причину: оказывается, кожура картофеля от летних посадок слишком
тонка, легко повреждается, поэтому "нужно организовать копку так, чтобы
вывернутые клубни могли быть обветрены в течение получаса, и, во-вторых, избегать
лишнего перебрасывания клубней из корзины в корзину". Тем самым хлопоты с
хранением такого картофеля возрастают. Лысенко предлагает закладывать его в
специальные траншеи глубиной 1,2 м и шириной 1,5 метра, пересыпая слой
картофеля слоем земли. Во сколько раз возрастет при этом стоимость картофеля, и
кто будет рыть эти могилы, академик предпочитает умалчивать.
5 мая 1939 года ему приходится очередной раз давать отбой. В газете "Соц-
земледелие" он публикует статью "О хранении картофеля в траншеях с пересыпкой
земли", где сообщает о массовом гниении клубней теперь уже в траншеях и
предлагает срочно, немедленно - вскрыть траншеи, заложенные по его рекомендациям
осенью 1938 года, "тщательно просмотреть траншеи с картофелем и во всех
случаях, где началось массовое прорастание клубней, немедленно вынуть их из
траншей, обломать ростки и поместить клубни в подвалы или сараи, защищенные
от прямых лучей солнца. Картофель, начавший сильно прорастать, ни в коем
случае нельзя оставлять в траншеях".
Лысенко спешит предупредить, что вынуть из траншей нужно и тот картофель,
"верхние слои которого убиты морозом". Но и всё, что осталось целым и
невредимым, тоже не следует хранить дольше 15 мая. За два месяца до летних посевов
все клубни (вопреки тому, что утверждалось раньше) должны быть из траншей
удалены. Возникал вопрос, кто же такую работу осилит: по штучке, по
картофелине всё перебрать и отсортировать, да еще не из корзин или буртов, а из
уходящих на рост человека в землю траншей, где картошка пополам с землей
перемешана ! На эту тему Лысенко советов не давал. Его заявление в центральной
печати было равносильно саморазоблачению. Никакого оздоровления летние посадки не
принесли, никакой комплекс мер против гниения создан не был. Конечно, не от
хорошей жизни пришлось Лысенко идти против своих же слов: просто гибель
картофеля приняла катастрофический характер.
Итак, очередной "подарок" колхозного академика не принес ничего, кроме
вреда. Летние посадки картофеля быстро свернули. Хотя Лысенко продолжал и позже
твердить: "Летние посадки картофеля я считаю блестящим достижением советской
агрономической науки" и даже пытался гальванизировать этот труп, вставив в
постановление "О мерах подъема сельского хозяйства в послевоенный период",
принятое на февральском пленуме ЦК ВКП(б) в 1947 году, фразу о необходимости
возобновить летние посадки. Записать - партийные лидеры записали, а сажать
картошку таким методом никто не стал. Нелепость очередного агрономического
"чуда" специалистам была ясна.
В ответ на научную
критику Лысенко публично
оскорбляет Вавилова
Нельзя не признать, что Лысенко, в общем, везло в жизни. Он как в сорочке
родился. И всё шло стремительно, ярко, без сучка и задоринки. Не понимал он
лишь одного: что все его идеи, все предложения, такие ему близкие и понятные,
всё больше и больше входили в противоречие с законами и фактами науки,
рождали у специалистов, а не у дилетантов, коими он себя окружил, недоумение, а
чем дальше - и раздражение.
Конечно, и генетики, и селекционеры, и сам Вавилов пытались поправить
Лысенко, обращались к нему с предложениями, делаемыми в мягкой интеллигентной
форме. Не нашлось смельчака, который бы должным образом, с фактами в руках,
публично отхлестал зарвавшегося нахала, еще лучше в присутствии Сталина, а
только это и могло отрезвить Лысенко, заставить его задуматься над своими
шагами. Многие уже боялись его. Все-таки сказанные Сталиным слова "Браво,
товарищ Лысенко, браво" значили очень много. Рядясь в тогу новатора, приписывая
себе роль народного спасителя и радетеля о хлебе насущном, Лысенко преуспевал
в другом - он заинтриговывал своей персоной власти, и они стояли за него
горой, считали своим, передовиком-стахановцем. Мешать же стахановцам, спорить с
ними было уже небезопасно. Не зря "Правда" предупреждала: "Люди, не
помогающие стахановцам - не наши люди". Тем более, что все знали: "Кто не с нами -
тот против нас!". Понимая это, никого слушать дважды академик Лысенко не
просто не хотел, он терял всякую сдержанность и после увещеваний переходил в
контрнаступление. А поскольку научных фактов в распоряжении не было,
поскольку его теоретических разработок, кроме нелепых выдумок, также не
существовало, то в ход пошли брань и оскорбления. Он час от часа наглел, матерел и
ощетинивался .
В речи, произнесенной 25 февраля 1936 года, он обратился к подобному стилю
полемики, обвинив Вавилова в намеренном обмане читателей в книге "Научные
основы селекции пшеницы", где Вавилов коснулся вопроса взаимоперехода яровых и
озимых хлебов. Лысенко сделал особенно резкое и рассчитанное на то, что никто
его не проверит, заявление:
"Приведу другой пример из литературных источников. Николай Иванович пишет:
"Маркиз, являющийся яровым сортом в Канаде и у нас, в Аргентине
рассматривается как озимый сорт. Я уверяю, а кто не верит - пусть проверит посевом, что
Маркиз при весеннем посеве в Аргентине всегда будет яровым, то есть будет
выколачиваться .
Дальше Николай Иванович по литературным источникам указывает, что в опытах
Чемряка озимый образ жизни является доминантом, а яровой рецессивом. Я также
уверяю, что это неверно. Я НЕ ГОВОРЮ, ЧТО У ЧЕМРЯКА ТАК НЕ БЫЛО. Я ТОЛЬКО
ГОВОРЮ, ЧТО НИ У КОГО В БУДУЩЕМ ТАК НЕ БУДЕТ" (выделено мной - B.C.).
Можно было подумать, что он не отвечает за свои слова, не соображает, что
Вавилов - это кладезь знаний, и просто так, за здорово живешь, обвинять его
во лжи, по крайней мере, несерьезно. Но это было бы самое поверхностное,
самое неверное объяснение, тем более, что несколькими минутами раньше Лысенко
сказал:
"Мне могут здесь возразить, что ведь Н.И. Вавилов и целый ряд других
товарищей возражает не так себе, зря, свои возражения они обосновывают,
подкрепляют огромным литературным материалом. Это так. Против этого я не собираюсь
возражать. Как никто, я признаю, что акад. Вавилов в десятки раз знает больше
в сравнении со мной и фактическое состояние селекционной работы во всем мире,
и мировую литературу".
После этого "реверанса" он продемонстрировал, что его грубые выпады хорошо
продуманы, и что у него есть "философские" обоснования столь нехорошего
изъяна в поведении Вавилова. Обоснование это опять несло на себе социальный налет
- дескать, то, что знает Вавилов, нам классово чуждо, мы печемся о другом
благе, о колхозно-совхозной науке, и твердо верим в свою единственно
правильную линию. Вавилов опирается лишь на данные буржуазной науки. Мы же делаем
новое революционное дело, для которого ни прототипов не существует, ни
законов еще нет, утверждал Лысенко. Поэтому не следует обращать внимания на слова
Вавилова, как и не стоит бояться противоречий со всей генетической
литературой. Высказал он и еще одну причину расхождений с наукой. Оказывается,
"старой науке было невыгодно это признавать", да к тому же представители старой
школы не имели, дескать, той революционной смелости, которая присуща ему и
его сторонникам:
"Чем это объяснить? Я лично объясняю это только тем, что... если признать
наши теоретические установки, ...то тогда получится много противоречий между
обычными генетическими установками и положениями, вплоть до таких вещей, как
определение количества генов, "управляющих" тем или иным признаком.
Другими словами, если генетику-морганисту признать наши теоретические
положения, то ему придется все свое мышление о наследственной основе растительных
форм перестраивать".
Так, витийствуя, он брал на себя уже функции ментора, поучал и Вавилова, и
других ученых (в этом же выступлении он признал, что "большинство академиков
и специалистов" разделяют точку зрения Вавилова). То обстоятельство, что за
каждым теоретическим положением, развитым в науке, стояли сотни и тысячи
опытов, а за его "законами" не было и одного строго поставленного, его не
заботило . А поскольку противопоставить генетикам научные аргументы, поспорить с
ними на равных он был неспособен, то оставалось лишь одно: всю генетику
объявить неверной и только мешающей формированию науки колхозно-совхозной.
И все-таки пришел конец терпению ученых. В конце августа 1936 года в Омске
была запланирована очередная встреча крупных специалистов в области зернового
хозяйства. На этот раз руководители ВАСХНИЛ и ведущие специалисты-зерновики
намеревались обследовать посевы другого чудодея - Николая Васильевича Цицина
- и обсудить еще раз стратегию в области селекции зерновых культур. Поехал в
Омск и Лысенко, взяв с собой в качестве сопровождающего Ивана Евдокимовича
Глущенко. По приезде Лысенко был тепло встречен Вавиловым, они пошли вместе
осматривать поля - Лысенко теперь усвоил правило: ходить только с китами
науки или с вождями, раз и он стал китом (шутка ли, академик двух академий). Они
беседовали с Вавиловым мирно, даже дружески. Похоже, и Вавилову это
нравилось .
Однако, стоило начаться научным дебатам, как опять возник спор о
правомерности предложений Лысенко, о его завихрениях относительно законов генетики и
методах получения гибридов, и тут все миролюбие Лысенко испарилось. В ответ
на очередные спокойные замечания Вавилова, ссылки на мировую литературу, он,
разъярившись, решил отвечать уже иначе: стал открыто приписывать Вавилову то,
что никак не было тому присуще, - обвинять в том, что Вавилов склонен
намеренно искажать истину:
"Приводить же такие примеры, "опровергающие" выявленную нами закономерность
развития гибридных растений..., какие нередко приводит Н.И. Вавилов, это
значит вводить в заблуждение аудиторию... Разберем его пример со льном... вся
беда в том, что этого явления, НА МОЙ ВЗГЛЯД, у Н.И. Вавилова не было, хотя
он и утверждает, что это ЕГО ОПЫТ, и ОН САМ, СВОИМИ ГЛАЗАМИ ЭТО ВИДЕЛ"
(выделено мной - B.C.).
Прозвучали из его уст во время этого выступления слова еще более злые:
"До последних дней акад. Н.И. Вавилов, и проф. Карпеченко, и ряд других
голо, беспринципно отвергают выявленную нами (Лысенко, Презент) основную
закономерность развития гибридов".
Понимал ли Лысенко, чей лексикон он принес на заседание академиков? Можно
ли было оскорбить и даже унизить ученого сильнее? Ведь он пытался обвинить
Вавилова в отсутствии принципов, в подтасовке данных, на что ни один ученый и
просто умный человек не пойдет, ибо знает, что наука - это повторение,
воспроизведение твоих же данных идущими за тобой последователями,
разрабатывающими на базе твоих данных новые вопросы. Ошибись намеренно один раз - и
больше тебе никто никогда не поверит.
Однако Лысенко, уже привыкший к тому, что все его раскладки ВСЕГДА
подтверждались анкетами, присланными из колхозов, похоже, сам уверовал в свою
непогрешимость и не видел ничего сверхъестественного в таком подходе.
Идея о том, что Вавилов - книжный человек, который толком практики не
знает, в экспериментах сам лично не участвует, а потому и не понимает, что прав-
да, а что вымысел, засела в его мозгу, и он теперь часто прибегал к такому
оскорбительному стилю реплик.
Дискуссия в ВАСХНИЛ в 1936 г.
Многие ведущие специалисты, возмущенные нигилистическим отношением лысен-
коистов к законам науки, потребовали провести дискуссию в рамках ВАСХНИЛ по
генетике и селекции. Подготовка к сессии началась загодя. Были написаны
статьи и оппонентами Лысенко, и его сторонниками. Большую их часть (правда, с
купюрами) опубликовали в журнале "Социалистическая реконструкция сельского
хозяйства" и в виде двух отдельных книг1: "Сборник дискуссионных статей по
вопросам генетики и селекции" (опубликован в 1936 году) и "Спорные вопросы
генетики и селекции" (вышел в 1937 году). Помещенные в них статьи
свидетельствовали, что на грядущей сессии ВАСХНИЛ (с 1935 года, когда Муралов сменил
Вавилова на посту Президента, это была IV сессия ВАСХНИЛ) ожидаются бурные
дебаты .
Надо сделать небольшое отступление от рассказа собственно о сессии, чтобы
пояснить шаги Вавилова перед её началом. Это была последняя сессия, на
которой Вавилов играл еще сколько-нибудь заметную роль как руководитель ВАСХНИЛ:
он еще оставался вице-президентом и вместе с другими вице-президентами
готовил сессию, хотя решающей роли в руководстве самой дискуссией уже не играл
(Г.К. Мейстер исполнял партию первой скрипки в новом оркестре под
руководством дирижера Муралова).
Эта дискуссия, по-видимому, была очень важна для Вавилова в чисто личном
плане. До дебатов он еще сохранял веру в то, что Лысенко неплохой практик,
просто не разбирающийся в теории, к тому же окруженный самоуверенными
политиканами типа Презента, и что, если хорошенько ему всё объяснить, привести
научно проверенные и неопровержимые факты правоты генетических выводов, то он,
Лысенко, конечно же, всё поймет и с радостью примет. После сессии Вавилов
начал осторожно, а потом и более решительно отходить от веры в "хорошего
практика Лысенко". О вере Вавилова в возможность обучения Лысенко рассказала 27
января 1983 года на заседании памяти Н.И. Вавилова член-корреспондент АМН
СССР Александра Алексеевна Прокофьева-Бельговская. По ее словам, Вавилов до
конца 1936 года твердил своим ученикам и коллегам о необходимости терпеливо и
целенаправленно объяснять Лысенко его заблуждения.
Характерным было поведение Вавилова перед подготовкой к сессии ВАСХНИЛ 1936
года. Вавилов поручил Герману Мёллеру (будущему Нобелевскому лауреату),
работавшему тогда в вавиловском институте в Москве, подготовить вместе с Прокофь-
евой-Бельговской специальные микроскопические препараты, отражающие важные
события из жизни хромосом с тем, чтобы показать их перед началом сессии
Лысенко и также сделать красочные картинки на бумаге с пояснениями, чтобы любой
человек, посмотрев в микроскоп и увидев препараты с настоящими хромосомами, а
затем познакомившись со схематическими упрощенными картинками и прочтя
пояснительный текст к ним, мог воочию убедиться в том, как это всё точно
соответствует представлениям генетиков.
На приготовление препаратов клеток с нужными сочетаниями хромосом ушло
много времени, но и Мёллер и работавшая с ним Прокофьева-Бельговская выполнили
просьбу Вавилова: всё было готово к сроку. В фойе здания, где проводилась
сессия, установили столики с микроскопами, рядом с ними разложили картинки.
Первым пришел сам Николай Иванович и долго, придирчиво изучал препараты и
пояснения, после чего удовлетворительно изрек:
"Ну вот, наконец-то, всё совершенно ясно. Теперь мы сможем им все
объяснить ! "
Затем столь же придирчиво осмотрел экспозицию также пришедший заранее Нико-
лай Константинович Кольцов. И ему всё очень понравилось.
Лишь перед самым началом заседания в фойе появились Лысенко с Презентом и
другие "мичуринцы". Конечно, Вавилову было неудобно сказать Лысенко -
академику и директору института, что весь этот ликбез был устроен специально для
него. Поэтому Николай Иванович, поздоровавшись, деликатно сообщил, что вот
здесь его коллеги приготовили любопытные препараты хромосом с пояснениями, и
пригласил познакомиться с ними.
Лысенко и Презент от осмотра не отказались: не сняв длиннополых плащей, они
присаживались боком к микроскопам, бросали беглый взгляд на пояснительные
картинки, неумело тыкались глазом в окуляры микроскопов и быстро переходили к
следующим микроскопам.
На весь осмотр не ушло и пяти минут. Дружно хмыкнув, лысенковская компания
покинула фойе. Никакие препараты и доказательства их не смутили. Им заранее
всё было ясно. В полемике с генетиками они использовали другие аргументы и
руководствовались другими целями.
Сессия открылась в декабре 1936 года и с самого начала превратилась в арену
настоящей борьбы. В течение полутора недель генетики и в их числе Мёллер и
ведущие селекционеры страны выступили против лысенкоизма в целом - и
убожества их теоретической мысли и преувеличений своих практических успехов.
Сообщения о выступлениях на сессии ежедневно комментировали главные газеты страны,
на ней присутствовал зав. отделом науки К.Я. Бауман, который даже выступил,
призывая ученых спорить и искать истину в открытых и честных дискуссиях.
Логически свою оборону (а уже приходилось обороняться под напором партийной
прессы, дружно нападавшей на "бесплодных" генетиков и превозносившей огромную
пользу от "мичуринцев") биологи построили разумно. Главные теоретические
доклады должны были сделать трое: Вавилов о генетике растений, Серебровский - о
генетике животных, Мёллер - о теоретической генетике. Затем должны были
выступить другие биологи, на частных примерах показав силу методов науки и ее
результативность.
Вавилов в своем докладе, помимо детального рассказа об успехах генетики
растений, указал на недопонимание лысенкоистами основ науки, привел примеры
огромного вклада науки в практику, а генетики в особенности, в развитие
селекции. В сущности, о том же говорил и Серебровский, который в длинном
выступлении постарался доказать, что успехи генетики неоспоримы, что, несмотря на
свою сугубую теоретичность, она уже дала много практике и станет настоящей
золотой жилой в будущем. Но оба докладчика будущее не определяли завтрашним
днем, трезво осознавая, что между раскрытием основных закономерностей и
приложением их к селекции еще немало работы. За это и ухватились многие из стана
Лысенко. Вот видите, говорили они, обращаясь к широким кругам и в данном
зале, и за его стенами, генетики только обещают будущий прогресс, но не дают
ничего для сегодняшнего и даже завтрашнего дня. А мы ждать не можем. Как
сказал Цицин:
"... ведь в этом гвоздь спора, так как Т.Д. Лысенко доказывает, что
генетика в современном состоянии своего развития отстает на несколько лет от быстро
растущей, социалистической действительности".
Особое значение могло иметь выступление Германа Мёллера, в котором он
рассказал о факторах наследственной изменчивости (генах), о природе мутаций
(именно за открытие искусственного вызывания мутаций он получил позже
Нобелевскую премию) и темпах мутирования. Конечно, и сама генетика была наукой
сложной, и рассказ Мёллера получился далеко не простым, но все-таки он
содержал важные указания на нереальность надежд менять гены запросто, по желанию
экспериментатора и простым изменением окружающей среды. Именно этот аспект
больнее всего задел лысенковцев, и мы увидим, как они принялись нападать на
своего американского коллегу.
Н.К. Кольцов, также бывший академиком ВАСХНИЛ, обратился и к лысенкоистам и
к их оппонентам с призывом более глубоко вникать в исследуемые вопросы,
повседневно учиться, стремиться к познанию истины, а не к жонглированию
словами . Кольцов не пощадил самого Вавилова, сказав ему следующее:
"Я обращаюсь к Николаю Ивановичу Вавилову, знаете ли вы генетику, как
следует? Нет, не знаете... Наш "Биологический журнал" вы читаете, конечно,
плохо . Вы мало занимались дрозофилой, и если вам дать обычную студенческую
зачетную задачу, определить тот пункт хромосомы, где лежит определенная
мутация, то этой задачи вы, пожалуй, сразу не решите, так как студенческого курса
генетики в свое время не проходили".
Кое-кто из генетиков поступил иначе. Так, Н.П. Дубинин называл ошибки
Лысенко заблуждениями и утверждал, что они временны и случайны, так как
обусловлены чересчур большим доверием к Презенту, который, собственно, и
ответственен за все ошибки своего патрона. Такими речами Дубинин оказывал дурную
услугу своей науке. Еще более неприятным было то, что он укорил своих
собратьев по науке (главным образом, своих учителей - Кольцова и Серебровского)
за их, как он выразился, "грубейшие, реакционные ошибки... подчас
дискредитирующие науку" и находил ошибки (как он выразился - "элементы лотсиантства")
даже в вавиловском законе гомологических рядов. Как показало время, эта
позиция Дубинина не была быстро преходящим "грехом молодости". Много лет спустя
Дубинин вернулся к сессии ВАСХНИЛ 1936 года и повторил дифирамбы в адрес
Лысенко , но раскритиковал генетиков:
"Итак, доклады Н.И. Вавилова, А. С . Серебровского и Г. Г. Мёллера на
дискуссии не содержали новых идей ни в теории, ни в практике, не указывали путей
прямого, быстрого внедрения науки в производство. Выступления этих лидеров
опирались на прошлое генетики.
Другой характер имел доклад Т.Д. Лысенко... Он атаковал своих противников с
новых позиций, выдвинул несколько принципиальных идей в свете своей теории
стадийного развития растений, указал на необходимость пересмотра научных
основ селекции, развернуто ставил вопрос о связи науки с производством.
Очевидно, что в этих условиях общественное звучание позиции Т.Д. Лысенко
было предпочтительным. Надежды на успех от применения науки в сельском
хозяйстве начали связываться с его предложениями. Дискуссия значительно ослабила
позиции Н.И. Вавилова и А.С. Серебровского".
Михаил Михайлович Завадовскии (он исполнял обязанности вице-президента)
ведущий в мире специалист в области эмбриологии и индивидуального развития,
выступив на сессии, отметил" низкий уровень, на котором ведут свои нападки
Лысенко и Презент".
"Язык Щедрина, к которому прибегает Презент, - сказал он, - используется
тогда, когда нужно убить, а не тогда, когда хотят исправить".
(Это было заявлено смело: не следует забывать, что Сталин тоже говорил и
писал в том же презрительно-саркастическом тоне и частенько прибегал к
цитированию Салтыкова-Щедрина с теми же целями). Одновременно Завадовскии осудил
несерьезное отношение многих генетиков к ошибкам Лысенко, видевших в них
несущественные и неопасные выкрутасы безграмотного агронома. Завадовскии звал
генетиков к внимательному анализу именно генетических ошибок Лысенко, к
предметному и детальному их разбору, к их публичному, а не кулуарному, как это
нередко бывало, развенчанию. Он сказал:
"Генетик, видя в выступлениях своих оппонентов ворох нелепостей, готов
пройти с миной пренебрежения к дискуссии, даже мимо того, к чему едва ли он
должен и может относиться снисходительно".
Помимо этого с докладами на сессии выступило еще несколько ученых на
стороне генетики (Сапегин, Жебрак и другие).
Некоторые же специалисты, прилично разбиравшиеся в генетике, решили, что не
объявить публично о своем признании правильности основных положений Лысенко в
складывающихся обстоятельствах - уже небезопасно. Особенно отчетливо это
прозвучало в выступлении родного брата Завадовского - Бориса Михайловича, также
академика ВАСХНИЛ, выразившегося весьма категорично:
«Я должен, прежде всего, выразить свое восхищение той силой, с которой
академик Т.Д. Лысенко поставил ряд кардинальных вопросов... Я считаю также
необходимым разрушить миф-легенду о "вандалах", якобы поставивших своей задачей
разрушить генетическую науку и не знающих ее ценности. Необходимо дать
категорический отпор всем попыткам... изобразить атаку тов. Лысенко на некоторые
каноны классической генетики как проявление "невежества, незнания основ этой
науки"».
В согласии с таким заявлением Б.М. Завадовский не удержался от критики
выступавших до него Вавилова, Серебровского, Мёллера, своего брата и других,
обвинив их в разработке проблем, далеких от нужд практики.
Выступление Бориса Михайловича отражало то, с чем много раз в истории
сталкивались люди: с раздвоением сил в обществе, с отходом грамотных людей - даже
из одной семьи - к разным полюсам. За два десятилетия до этого выходцы из
одних семей нередко оказывались по разные стороны баррикад, одни шли в Белую
армию, другие в Красную, одни сохраняли веру в идеалы самодержавия, другие со
всей страстью вставали на сторону большевиков. Это не было чисто русским
феноменом, такое поведение свойственно людям во всех странах, на всех
континентах , во все времена. Это же произошло здесь, когда два брата выступили
антиподами друг друга. (Забегая вперед, нужно, правда, сказать, что когда пришел
1948-й год, Борис Михайлович больше не шел на поводу у лысенковцев, а мощно
выступил против них).
Проявилось на этой сессии и еще одно важное для оценки морального климата в
советской науке положение. Не только братья Завадовские оказались по разные
стороны научных "баррикад". Открыто разошлись между собой Вавилов и Кольцов.
Конечно, можно и по сей день услышать, что, высказав публично осуждение
плохого знания Вавиловым генетики, Кольцов нанес ему удар в спину. Но если
вспомнить, сколько раз Вавилов публично превозносил полуграмотного Лысенко,
как он настойчиво протаскивал его в члены-корреспонденты, академики,
лауреаты, можно понять досаду образованных генетиков и прежде всего лидера биологов
Кольцова. Мы увидим ниже, что даже сразу после этой сессии, когда Кольцов
обратился к Президенту ВАСХНИЛ Муралову с письмом, осуждавшим поддержку лысен-
ковщины и требовавшим принять резолюцию против лженауки, Вавилов в беседе с
Кольцовым с глазу на глаз согласился с его оценкой, а при открытом
голосовании предпочел уклониться от резолюции, предложенной Кольцовым.
Громадное значение должно было быть обращено на участие в дискуссии
признанных лидеров советской селекции и агрономии. Почти единодушно эти
специалисты подвергли критике безоглядное распространение яровизации, которую лы-
сенкоисты старались внедрить во всех земледельческих зонах, во всех
хозяйствах, со всеми культурами. Лисицын, на заре яровизационной кампании
положительно расценивший желание Лысенко ускорить созревание злаков, теперь просто
высмеял бахвальство яровизаторов, сказав:
"Мы сейчас не имеем точного представления о том, что дает яровизация.
Академик Лысенко говорит, что она дает десятки миллионов пудов прибавки. В связи
с этим мне приходит на память рассказ из римской истории. Один мореплаватель,
перед тем как отправиться в путь, решил принести жертву богам, чтобы
обеспечить себе счастливое возвращение. Он долго искал храм, где было бы выгоднее
принести жертву, и везде находил доски с именами тех, кто принес жертву и
спасся. "А где списки тех, кто пожертвовал и не спасся? - спросил моряк
жрецов. - Я хотел бы сравнить милость разных богов".
Я бы тоже хотел поставить вопрос академику Лысенко - вы приводите урожаи в
десятки миллионов пудов. А где убытки, которые принесла яровизация?".
Академик Константинов оперировал уже упоминавшимися данными многолетней
проверки яровизации. Его цифры были столь показательными, что даже газета
"Правда" была вынуждена сообщить в информационной заметке о сессии:
"Академик Константинов считает, что яровизация не является универсальным
агроприемом... Число случаев понижения урожаев из-за яровизации не так уж
мало, чтобы ими можно было пренебрегать".
Но приводились эти слова в "Правде" походя, скороговоркой, без комментариев
(чтобы сохранить видимость объективного изложения основных событий на
сессии) . Складывалось впечатление, что к словам крупнейшего селекционера ни в
Наркомземе, ни в ЦК партии прислушиваться не собирались. А между тем
Константинов, которого по праву можно было назвать кормильцем народным, держал речь
спокойно, вовсе и не стремился обидеть или принизить Лысенко. Закончив анализ
яровизации, он остановился на ошибках Лысенко в вопросах семеноводства,
объяснил, почему "брак по любви" нельзя применять на практике, почему нападки на
метод близкородственного скрещивания (инцухт-метод) неверны. Он сказал:
"Если бы акад. Лысенко уделял больше внимания основам современной генетики,
то его работа была бы во многих отношениях облегчена. Многие явления, над
которыми акад. Лысенко ломает голову, придумывая для их объяснения разные
теории ("брак по любви", "мучения", "ген-требование" и т. д.) современной
генетикой уже научно объяснены. Отрицая генетику и генетические основы селекции,
акад. Лысенко не дал генетике взамен ничего теоретически нового. .. Большое
недоумение вызывает несерьезное отношение акад. Лысенко не только к
генетике ... Отрицание существования вирусов [имеется ввиду многократно повторенное
Лысенко утверждение, что в падении урожаев многих культур, особенно
картофеля, вирусы никакого значения не имеют, а все это обусловлено "вырождением
крови" растений - B.C.]... едва ли послужит интересам науки в нашей стране,
тем более, что мы и так отстали в этой области".
Аналогичным было выступление другого выдающегося селекционера А.П.
Шехурдина. Его критика оказалась настолько серьезной, что "Правда" в том же
репортаже с сессии была вынуждена отвести два предложения изложению взгляда этого
ученого:
"Одним из первых выступает доктор сельскохозяйственных наук орденоносец Ше-
хурдин (Саратовская селекционная станция). Он утверждает, что
экспериментальные работы, проводившиеся несколько лет в Саратове, не подтверждают учения
акад. Лысенко о вырождении сортов в результате самоопыления".
Еще более резко прозвучали слова одного из руководителей сессии вице-
президента ВАСХНИЛ Мейстера, высказавшего несогласие с центральным
положением, развиваемым Лысенко и Презентом, о том, что практика социалистического
строительства будто бы диктует необходимость отмены "старых" - буржуазных
наук, только вредящих делу социализма, и замены их новыми науками. "Та позиция,
которую заняли т. т. Презент и Лысенко в отношении современной науки,
совершенно непонятна и не соответствует философии пролетариата", - сказал Мейстер.
Правда, тут же он добавил: "Этим мы, конечно, ни в коей мере не склонны
умалять значения открытий Лысенко". Особо выделив генетику как науку, играющую
первостепенную роль в качестве непременной теоретической основы селекции,
Мейстер заявил, что неудачи Лысенко с выведением сортов, с работой по инцухту
обусловлены именно тем, что Лысенко не взял на себя труда изучить генетику:
"На Одесской станции ничего не получается с инцухтом. Но в этом еще большой
беды нет. Надо разобраться в причинах неудачи, познакомиться с вопросами ин-
цухта в литературе. Все же у генетиков и селекционеров есть чему поучиться".
Особенно резко звучали фразы из заключительной части его выступления:
"...в статье "Возрождение сорта" Лысенко всю современную экспериментальную
работу с хромосомами старается представить в смешном виде. Но, читая эти
строки, действительно становится смешно, но не по поводу генетики, а по
поводу того легкого отношения к науке, которое проявляется, притом без всякой
застенчивости .
..зачем же свои неудачи возводить в принцип и дезорганизовать
селекционеров, наиболее опытные из которых все равно с вами, Лысенко, не согласятся...
Нельзя, конечно, запретить Лысенко и Презенту писать о чем и как угодно,
поскольку подобные статьи находят себе место в печати. Но совершенно
непонятно, как в официальном органе НКЗ Союза могут помещаться статьи,
дезорганизующие селекцию и семеноводство.
Пора бросить дезорганизацию семеноводства. Пора добиться того, чтобы
декреты о семеноводстве и правила, установленные для последнего, проводились зе-
морганами в жизнь. Тогда исчезнет и вырождение сортов, наступит конец
беспринципной демагогии, и поля наши покроются лучшими селекционными сортами,
как это уже имело место в прошлом в некоторых наших краях и областях".
Казалось бы, ответить на прозвучавшую критику со стороны и чистых
теоретиков-генетиков и ученых-селекционеров, при отсутствии практических результатов
будет невозможно. Однако отсутствие успехов не лишило полемического задора
лысенкоистов. Вполне прочувствовав заботливое отношение к ним верхов,
отчетливо понимая, что под партийным прикрытием им не грозят серьезные беды,
сторонники Лысенко даже не старались прислушиваться к доводам ни теоретиков, ни
практиков. Презент, Перов, Долгушин в решительных выражениях объявили
генетику наукой вредной, вовсе и не наукой, а буржуазным извращением научной мысли.
Фактически они призывали расправиться не только с учеными-генетиками, но и
вовсе запретить в СССР саму генетику как вредительскую науку. Презент четко
озвучил большевистский тезис о том, как следует вести теперь дискуссию:
"Диктатура пролетариата и социализм не могут не поставить на очередь
творческую дискуссию. Наша дискуссия ничего общего не имеет с теми дискуссиями,
которые имеют место на Западе и в Америке".
Много времени он посвятил запугиванию Вавилова и дискредитации его как
руководителя науки и обратился к генетикам со следующими словами:
" . . . знамя дрозофилы, украшающее грудь многих генетиков, мы оставляем тем
из генетиков, для которых дрозофила стала кумиром, заслоняющим от них всю
замечательную радость построения обновленной советской науки, науки
социализма" .
Долгушин призывал:
"отступить назад..., забыть Менделя, его последователей, Моргана, кроссин-
говер... и другие премудрости генетики".
С нетерпением ждали участники сессии выступления Лысенко. В его адрес уже
столько раз звучала обоснованная критика, что без фактов и надлежащих
объяснений отвергнуть её, казалось, было невозможно. Но Лысенко продемонстрировал
иное отношение.
"Некоторые из дискуссирующих в журналах выступают в довольно приподнятых
тонах, с нередкими на мой взгляд перегибами, со стремлением подтасовать факты
в выгодном для себя направлении. Лично к себе я этого отнести не могу", -
начал он. Он еще раз нелестно высказался в адрес Вавилова, осмеял как ошибочные
утверждения Вавилова и Константинова, что сорта, выведенные с учетом законов
генетики, весьма стабильны, чего нельзя сказать о продуктах свободного внут-
рисортового переопыления. И опять он не мог уйти от обвинений Вавилова в
намеренном искажении истины. Факты, противоречащие его теориям, Лысенко просто
объявил ненужными:
"Н.И. авилов в своем докладе заявил, что проводить внутрисортовое
скрещивание не нужно, бесполезно... Вавилов указал, что есть много примеров,
говорящих о столетней и больше долговечности сортов пшеницы, ячменя и других куль-
тур-самооопылителей... Пусть даже сортов-самоопылителей, живущих столетиями,
будет во много раз больше, нежели количество, которое Н. И. авилов назвал в
своем докладе, но ЭТИ ФАКТЫ СЕГОДНЯ УЖЕ НЕ НУЖНЫ" (выделено мной - B.C.).
Он оспорил научные положения и самого Вавилова, начав с закона
гомологических рядов в наследственной изменчивости.
"Изложенное мной..., - сказал Лысенко, - конечно, в корне противоречит и
"закону" гомологических или параллельных рядов изменчивости Н.И. авилова.
Этот "закон" в своей основе зиждется на генетической комбинаторике неизменных
в длительном ряду поколений корпускул "вещества наследственности". Я не
чувствую в себе достаточно силы, знаний и уменья, чтобы по-настоящему разбить
этот "закон", не отвечающий действительности эволюционного процесса. Но в
своих работах я все время наталкиваюсь на неприемлемость этого "закона": сама
работа говорит, что нельзя мириться с этим "законом", если ты борешься за
действенное, направленное овладение эволюцией растительных форм" (выделено
мной - B.C.).
Раззадорившись, Лысенко начал крушить всех и вся. Он обвинил Константинова
в злонамеренном обмане, Мейстера - в непонимании (даже в нежелании понять)
истоков и масштабов его работы. По его словам, критики нарочито перевирали
его высказывания, неправильно цитировали, замалчивали успехи. Он обвинил в
этом и Карпеченко, и Сапегина, и Серебровского, и Мёллера, и других
(перечисляя по очереди каждого из "обидчиков" и сетуя на коварство и несправедливость
по каждому пункту критики). По его словам, все они и, в первую очередь,
Вавилов наносят вред социалистическому строительству. "Признать закон
гомологических рядов - это значит отказаться от проблем управления природой растений",
- сказал он.
Такую определенность в отказе от главного вавиловского положения можно
понять . Согласно закону гомологических рядов у близких видов и родов растений
наследственные изменения - мутации генов должны были возникать
преимущественно в одних и тех же гомологических участках хромосом. Тем самым вавиловский
закон строго определял рамки изменчивости, исключал возможность легкого
манипулирования наследственностью. Лысенко же считал для себя непреложным тезис о
прямом и скором воздействии среды на растения, уповал на то, что природу
растений менять легко, что никаких генов нет и нечего преувеличивать поэтому
консерватизм мифических наследственных структур. Это положение он считал
краеугольным и, опираясь на него, декларировал возможность скорого решения
тех практических задач, которые считал самыми важными для успеха
социалистического строительства.
Лысенко сообщил на сессии о своих ближайших планах, в частности, о
намерении быстро переделать все озимые зерновые культуры в яровые (не
яровизировать , как он хотел раньше, а полностью преобразить, так воздействовав на
наследственные свойства озимых, чтобы они навсегда превратились в яровые).
Ранее Вавилов и его сотрудница Кузнецова, изучая генетическую природу озимости
и яровости, пытались определить, какие и сколько генов управляют указанными
свойствами. По мнению Лысенко, занявшись этим, "они упустили из рук хорошую
работу". Его рецепт был прост: вот если бы они отказались от представлений о
наличии генов, то тогда "они легко могли бы придти к выводу, что озимые
растения в известные моменты своей жизни, при известных условиях, могут
превращаться, могут изменять свою наследственную природу яровости и наоборот, что
мы довольно успешно экспериментально теперь и делаем. Приняв нашу точку
зрения , и Н.И. Вавилов сможет переделывать природу озимых растений в яровые.
Причем любой озимый сорт при любом количестве растений можно переделать в
яровой".
Вавилов, видимо, не очень веря в серьезность такой бравады, прямо из зала
переспросил Лысенко:
"Наследственность переделаете?"
На что Лысенко с вызовом ответил:
"Да, наследственность!" и продолжил:
"К сожалению, генетическая концепция с ее неизменными генами в длительном
ряде поколений, с ее непризнанием естественного и искусственного отбора все-
таки владычествует в головах многих ученых", не удержавшись опять от
передержки: никто из генетиков, конечно, искусственный и естественный отбор не
отвергал.
Дискуссии на сессии ВАСХНИЛ 1936 года было придано такое важное значение,
что о её ходе всех жителей страны оповещали через центральную прессу. Причем
материалы публиковались избирательно: взгляды критиков Лысенко излагались
столь скупо, что ни сути критики, ни деталей понять было нельзя, а доклад
Лысенко со всеми его выпадами против генетиков и генетики в целом опубликовали
и "Известия" (на следующий день после доклада), и - немаловажная деталь,
иллюстрирующая то, как власти следили за формированием нужного общественного
мнения по данному вопросу, - одновременно "Совхозная газета" и
"Социалистическое земледелие".
А Вавилов еще продолжал верить, что можно вразумить Лысенко, что главная
беда, мешающая ему получать добротные научные данные - слабая методическая
подготовка и отсутствие глубоких знаний.
Уже после посмертной реабилитации Вавилова стали известными некоторые
материалы , подкрепляющие эту точку зрения. Так, было обнародовано заключение Н.И.
Вавилова по статье Г.А. Машталлера, подготовленной им для журнала "Природа".
В этой статье, озаглавленной "Учение Т.Д. Лысенко и современная генетика",
автор описывал дискуссию, имевшую место на сессии ВАСХНИЛ 1936 года,
представляя ее как полную победу Лысенко над его оппонентами. Статью прислали из
редакции на отзыв Вавилову, и он еще раз продемонстрировал, что ни в коем
разе не рассматривает всю деятельность Лысенко как неверную и опасную для
науки, а видит в ней лишь отдельные ошибочные стороны:
"Сущность дискуссии весьма своеобразно понята автором. Острота состояла в
том, что ряд экспериментальных положений академика Лысенко вызвал большие
сомнения и вызывает таковые. Опыт доказателен только тогда, когда его можно
повторить и получить определенные результаты. Ряд экспериментальных положений,
выдвигаемых школой академика Лысенко, к сожалению, на основе всего огромного
опыта современной генетики, требует дальнейших точных доказательств. Если
доказательства эти будут, то тем самым значительно уменьшится острота
дискуссии" (выделено мной - B.C.).
Конечно, можно увидеть в этом высказывании и другое - нежелание Вавилова
открытым текстом выражать суть своих мыслей, а, играя в политическую игру,
навязанную властями, отмечать лишь какие-то мелочи, но многие из знавших
Вавилова склонны считать, что именно так он и думал, как писал. После этого
отзыва статья Машталлера в журнале не была опубликована. Пока еще авторитет
Вавилова в академических кругах оставался высоким.
Настала заключительная часть дискуссии. Лидеры трех спорящих групп -
генетиков, селекционеров и сторонников Лысенко, должны были выступить с
завершающими речами, подвести итоги дискуссии, как они их поняли. Вот в этот-то
момент и всё встало на свои места. Смысл и содержание критики Лысенко полностью
испарились, как будто её и вообще не было, и получилось, что первое в истории
СССР важнейшее столкновение взглядов ученых и лысенкоистов завершилось полной
и безусловной победой Лысенко.
Вавилов в заключительном слове предпочел не драматизировать обстановку и не
давать никаких категорических оценок провала лысенковских обещаний,
невежественности его теоретических взглядов и их научной абсурдности, а, как бы
надеясь на благоразумие Лысенко и его сторонников, призвал к тому, чтобы
проявлять "побольше внимания к работе друг друга, побольше уважения друг к другу".
Лысенко в "Заключительном слове" вообще отверг всякую критику без разбора.
К тому же он сделал еще один шах1 вперед в обвинении генетиков:
"Обнаружилось также, что основная масса "чистых генетиков" (говоря языком
Серебровского), особенно лидеры генетики, оказались во многих случаях
безграмотными в биологических явлениях".
Патетически Лысенко трансформировал слова Мёллера в демагогическую форму:
ждать от генетиков помощи социалистическому сельскому хозяйству нечего - не
дождешься:
"Я благодарен проф. Мёллеру за его блестящий доклад. Сегодня его
заключительное слово было не менее блестящим. Мёллер определенно поставил точку над
i. Он четко и ясно сказал - гены мутируют лишь через десятки и сотни тысяч
поколений. Влияния фенотипа на генотип нет...
В общем получается, что курица развивается из яйца, яйцо же развивается не
из курицы, а непосредственно из бывшего яйца.
Объяснения, которые дал проф. Мёллер, для нас ясны и понятны. Проф. Мёллер
раскрыл свою позицию...
Основное заблуждение генетиков состоит в том, что они признают неизменность
генов в длительном ряду поколений. Правда, они признают изменчивость гена
через десятки и сотни тысяч поколений, но спасибо им за такую изменчивость.
Мы, признавая изменчивость генотипа в процессе онтогенетического развития
растений... уже можем путем воспитания заставлять направленно изменяться
природу растений в каждом поколении.
Я убежден, что в ближайшее время этот раздел работы у нас в Союзе быстро
разрастется... Это является делом нашей советской науки".
Заключительное слово вице-президента ВАСХНИЛ Мейстера коренным образом
отличалось от его первого выступления на сессии, когда он критиковал Лысенко за
волюнтаризм в вопросах селекции растений. Теперь ни от прежнего тона, ни от
оценки фактической ситуации в науке практически ничего не осталось: Георгий
Карлович видимо четко понял из тона ежедневных отчетов о сессии в центральных
газетах, кого видят победителем диспута партийные власти. Правда, он заявил,
что генетика как наука не рассматривается руководством ВАСХНИЛ в виде
лженауки, как того хотелось бы лысенкоистам, и призвал генетиков не проявлять по
этому поводу излишних волнений:
"В защиту генетики выступил здесь наш молодой советский ученый, успевший
стяжать себе славу за границей, Н. П. Дубинин, но под влиянием охватившей его
паники он совершенно неожиданно начал доказывать нам, что генетика свободна
от формализма и строго материалистична. Я хотел бы указать Н.П. Дубинину, что
его паника ни на чем не основана. На генетику как науку в Союзе ССР академия
с.-х. наук им. В.И.Ленина отнюдь не покушается...".
На этом защита генетики кончалась, и Мейстер, отлично разбиравшийся в
основах этой науки, принялся критиковать работавших в ней специалистов. По его
словам, генетики якобы преувеличивали во много раз стабильность генов, что
они в целом далеки от практики, даже оторвались от нее, что вместо помощи
сельскому хозяйству они подчас берутся внедрять не только ненужные, но даже
вредные приемы, такие как искусственное осеменение животных, на широком
использовании которого настаивал Серебровский.
Критикуя Серебровского за это предложение, Мейстер перебрасывал мостик к
другому его предложению - призыву заняться всерьез улучшением генофонда
человека. Мейстеру это показалось кощунственным, и он строго отчитал
Серебровского:
"Исходя из успехов искусственного оплодотворения животных, он [Серебровский
- B.C.] те же меры использовал для улучшения населения СССР. Это чудовищное
оскорбление советской женщины. Этого, несмотря на личное покаянное
выступление тов. Серебровского, советская женщина никогда ему не простит. Мало того,
несомненно, что память об этом переживет и самого Серебровского".
Мейстер имел ввиду статью Серебровского "Антропогенетика и евгеника в
социалистическом обществе", в которой автор, воодушевясь сталинским принципом
ведения хозяйства по пятилетним планам, предлагал ускорить выполнение этих
планов с помощью выведения людей с лучшими генетическими свойствами. Ругая
буржуазию за то, что она никогда не станет следовать рекомендациям евгеников
(евгеника - наука о наследственном здоровье человека и путях улучшения
наследственности человека), и, сетуя на то, что рабочий класс в условиях
капиталистического строя должен думать только о социальной революции (рабочий
класс, писал он, "справедливо видит в свержении капиталистического строя
единственный радикальный способ уничтожения гнета и насилия. При капитализме
ему не до евгеники"), Серебровский предлагал такую программу:
"Решение вопроса по организации отбора в человеческом обществе несомненно
возможно будет только при социализме после окончательного разрушения семьи,
перехода к социалистическому воспитанию и отделения любви от деторождения...
. . . при сознательном отношении к делу деторождение может и должно быть
отделено от любви уж по одному тому, что любовь является совершенно частным
делом любящих, деторождение же является, а при социализме тем более должно
явиться, делом общественным. Дети нужны для поддержания и развития общества,
дети нужны здоровые, способные, активные, и общество в праве ставить вопрос о
качестве продукции и в этой области производства".
Серебровский действительно поместил в "Медико-биологическом журнале"
"Письмо в редакцию", в котором признал ошибочность трех своих прежних утверждений
- реальности сокращения сроков выполнения пятилетки до 2-х лет при
использовании евгенических мероприятий; утверждение, что разведка нефти, угля и
металлов ничуть не более важное дело для жизни страны, чем изучение
распространенности патологических генов; и заявление, что "биологически любовь
представляет собой сумму безусловных и условных рефлексов". Последнее определение
он заменил теперь таким: "...в "любовь" входят, во-первых, наследственные и,
во-вторых, приобретенные или не наследственные элементы, а также моменты
идеологии".
Негативно отозвался Мейстер и о Вавилове:
"Акад. Вавилов... вместо критического отношения к своим ошибкам, в том
числе и к ошибкам методологического порядка, увлекся перечислением бесконечных
достижений Всесоюзного института растениеводства".
Это обвинение было несправедливым. Как директор института Вавилов был не в
праве замалчивать достижения своих сотрудников, тем более, что со всех точек
зрения достижения эти были столь весомы, что люди, типа Презента или Лысенко,
имей они в своем активе такие успехи, устроили бы им широчайшую рекламу. И уж
совсем неверным был выпад Мейстера против закона гомологических рядов
Вавилова: "Ясен антидарвинистический характер этих положений тов. Вавилова". Однако
заключительное слово Мейстера было напечатано в "Правде", и слова осуждения
Вавилова и генетиков приобретали в связи с этим характер завершенный и
обоснованный .
Несомненно, что Лысенко, ведя полемику на этой сессии, уже прекрасно
осознавал, в каких сферах его ждет полная поддержка. Его спору с генетиками,
спору, в общем, сугубо профессиональному, была придана особая - ПОЛИТИЧЕСКАЯ
острота. Вопрос этот понимался верхами шире, он вычленялся из рамок научных
диспутов и переводился в иную плоскость, как выводилась и вся наука из-под
контроля самих ученых.
Лысенко - полемист
В конце 1936 - начале 1937 года Лысенко приобрел в стране огромную популяр-
ность. Понимая это, он всё определеннее показывал, на что способен и к каким
приемам готов прибегать в спорах с коллегами. Ему уже и раньше приходилось
выходить за рамки академического стиля в дискуссиях. Вспомним, как он обвинил
профессора Максимова, первым выступившего с весьма осторожными замечаниями на
съезде в Ленинграде (см. главу I), чуть ли не в плагиате. Лысенко и его
сторонники и позже не упускали случая, чтобы побольнее "задеть" Максимова.
Теперь же Лысенко принялся буквально обругивать тех, кто пытался сделать
замечания в его адрес. Одними из первых почувствовали это на себе
Константинов, Лисицын и Костов. Вслед за перепечаткой их статьи в журнале "Яровизация"
Лысенко и Презент как редакторы журнала призвали своих читателей выступить с
критикой "тех из ученых, которые упорно цепляясь за старые догмы в науке,
"принципиально" считают неправильным или подложным все действительные
завоевания агробиологической науки, строящейся на основе теории биологии
развития" .
«Мы просим научных работников, агрономов, зав. хатами-лабораториями,
колхозников-опытников, - говорилось в обращении редакторов, - высказаться на
страницах нашего журнала в связи с содержанием статьи "Несколько слов ..."».
Тон выступлениям задал сам Лысенко в статье под характерным заголовком -
"Запутались или путают?". Начал он следующим образом:
"Отличительной чертой советской науки и вообще всего советского является
честность, правдивость. Этого-то в "нескольких словах", занявших 18 страниц
рукописи академика Лисицына, академика Константинова и доктора Дончо Костова,
как раз и нет. В этой статье нет ни единого научного положения, которое
авторы выставили бы в противовес нашей концепции. Наших же положений авторы,
видимо, настолько не любят, что не сочли нужным даже привести их в своей
статье , а если и привели, так искаженно, и нередко неуместно. В статье есть
ложь, лицемерие, извращения, передергивания".
На убийственный для его детища факт, что 5-летние исследования яровизации
на 54 сортоучастках показали отсутствие прибавки урожая, он не обратил
внимания, а просто декларировал: "яровизация повышает урожай". Точно так же он
уклонился от обсуждения цифр урожаев и перевел разговор на то, сколь большие
площади заняты под посевами яровизированными семенами ("Яровизация в 1936
году применялась на площади более 6 миллионов га") , как много народу удалось
вовлечь в эту работу ("Этим делом занимались 50 тыс. колхозов"). Обоснованным
данным ученых он стал противопоставлять подсчеты, взятые с потолка:
"Думаю, что по этому вопросу лучше, ближе к действительности, смогут
высказаться в печати колхозники-яровизаторы, агрономы, а также краевые и областные
земельные органы... Я же утверждаю, что яровизация в этом году дала колхозам
и совхозам около 10 миллионов центнеров добавочного урожая и в любой будущий
год она будет давать добавочный урожай: в одних случаях больший, в других
случаях меньший, в зависимости от овладения колхозными массами теорией и
практикой данного мероприятия".
Как и прежде, он ударился в патетику, старательно этим отвлекая от себя
огонь критики:
"Советская агронаука - это неотъемлемая сторона колхозно-совхозной жизни.
Отсюда - она не замкнутая, не кастовая, а массовая... Отсюда, "авторитеты" -
носители... лженаучных положений - жизнью развенчиваются. Лучшая и притом
значительная часть их, по настоящему перестраивается... Более же слабая,
...думающая, что настоящая наука только в "белом халате" (не подумайте, что я
отрицаю необходимость халатов) , думающая, что наука - это дело касты, а не
массы, с каждым новым успехом нашей теории все больше и больше становится в
позу обиженных богов. Чувствуя себя научно-развенчанными, они всеми
средствами стараются затормозить развитие теории... Эти авторы, как и некоторые
другие из дискуссирующих с нами по вопросам непосредственно нашей работы... схо-
дятся в одном: очернить, заклеймить, доказать ненаучность этих работ".
"К сожалению, - заключал Лысенко, - есть еще представители среди научных
работников, которые слабо или даже вовсе не разбираются в том предмете,
который они обязаны разрабатывать. К таким людям в разделе управления развитием
наследственной природы организмов... относится и академик Лисицын, не говоря
уже о Дончо Костове".
Академика Константинова Лысенко невзлюбил особо. В газете пСоцземледелиеп 4
апреля 1937 года он опубликовал грозную статью в его адрес, в которой
содержались недостойные ученого окрики, политические выпады, впрочем,
распространенные в то время в советской прессе. Лысенко пытался представить своего
оппонента врагом социалистической родины:
"Академик Константинов вместо того, чтобы прямо и открыто сказать, что дело
здесь шло вовсе не о яровизации как агроприеме... скрыл, что дело здесь шло и
идёт о борьбе двух взаимно исключающих направлений сельскохозяйственной
науки. Иначе, чем же все-таки объяснить, что и акад. Лисицын, и акад.
Константинов четыре года молчали об агроприеме яровизации, а в конце 1936 г. они
выступили, да еще совместно с таким "знатоком" агроприема яровизации, как д-р
Дончо Костов.
... Академику Константинову не мешало бы подумать, почему данные сортосети
по яровизации расходятся с многочисленными многолетними данными
производственных посевов. Ведь были же у нас примеры того, как довольно согласованные
данные опытных станций по вопросу мелкой пахоты были нацело сметены
производственно-колхозными данными. Ведь были же примеры, когда данные некоторых
опытных станций о пользе позднего сева зерновых были полностью сметены
производственно-колхозными данными. В то же время акад. Константинову следовало бы
подумать и о том, что вместе с такими данными сметались с поля научной
деятельности и те, кто не желал понять особенность таких неверных данных и
упорно на них настаивал".
Иными словами, Лысенко откровенно стращал Константинова арестом. Особо
следует отметить содержащийся здесь и совершенно ясный намек на академика Тулай-
кова: именно он был автором идей мелкой пахоты, смещения времени сева в
засушливых районах, проведения почвозащитных мероприятий. Эта статья Лысенко
появилась за неделю до того, как в "Правде" была опубликована статья близкого
к Лысенко человека - В. Н. Столетова, непосредственно приведшая к аресту
академика Н.М. Тулайкова (см. след. главу).
О том, как Лысенко пытался унизить в глазах читателей "Социалистического
земледелия" Константинова и других критиков его яровизации, можно судить на
основании следующей фразы:
"Колхозники Куйбышевского края о яровизации в своем крае, безусловно,
больше знают, нежели об этом знают академик Константинов и академик Лисицын, не
говоря уже о докторе Дончо Костове, который, да простит он меня, буквально не
знает, как сеется и жнется пшеница".
Старательно выплескивал злость на Константинова на страницы газет и
журналов и А.Г. Утехин, рекомендовавшийся агрономом Кротовскои машинно-тракторной
станции Куйбышевской области, быстро делавший карьеру.
В другой статье Лысенко продолжал настаивать на том, что критики намеренно
извращали результаты, и требовал привлечь их к ответу:
"Совершенно недопустимо, прямо скажу, недостойным является выпад...
обвинение нас в жульничестве, в подтасовке опытных материалов, на основе которых
правительственные органы планировали агроприем на миллионах гектаров... Этот
вопрос заслуживает специального разбора... необходимо выяснить, кто лжет в
этом деле. Сотрудники руководимого мною института или авторы статьи, а также,
что их побуждает это делать".
Такому же обругиванию подверглись другие критики. Физиолог растений М.Х.
Чайлахян, вслед за американцами С. Адамсом и Р. Клэйгсом, опубликовал в 1933-
1934 родах серию статей, в которых расширил понятие яровизации, он же
заметил, что длительность разных стадий развития растений меняется при
варьировании длины светового дня и тем показал, что явление яровизации следует
понимать гораздо шире, чем его трактует Лысенко. В адрес Чаилахяна - серьезного и
продуктивного ученого прозвучала команда упреждения: оказывается, он
неправильно поставил опыты и не смог их даже объяснить, как надо. Лысенко взялся
учить Чаилахяна:
"Факты, полученные в экспериментальной обстановке, никогда нельзя обходить,
но нельзя также исходить только из них. Исследователь, кроме глубокого знания
своего раздела работы и знания смежных областей науки, должен еще уметь
работать , уметь заканчивать свою работу, уметь проверять свои выводы на
практике" .
Сразу за этим поучением шел абзац, который был рассчитан на то, чтобы
навести читателей на мысль о злонамеренности Чаилахяна - он, дескать, не просто
ошибся, потому что не умел ни работать, ни верные выводы из работы делать, -
а намеренно, во враждебных целях выставил порочный вывод:
"Проверка своих выводов, на основе которых автор будет дальше двигаться в
своих теоретических построениях, исследователям буржуазной биологической
науки недоступна по самой природе капиталистического сельского хозяйства.
Поэтому буржуазная агронаука и не знала, какие же выводы, подчас диаметрально
противоположные, объективны, более достоверны... Выводы, которые не дают
руководства к действию, у нас не считаются научными, хотя бы эти выводы и давались
«людьми науки»".
Ставя уничижительные кавычки у слов "людьми науки", Лысенко к тому же давал
понять, что такие как Чайлахян - не только буржуазные извращенцы, но и к
науке отношения не имеют.
Не стоит, поэтому удивляться, что через несколько месяцев в редактируемом
Лысенко и Презентом журнале "Яровизация" появилась совсем уж разнузданная по
тону статья двух аспирантов Лысенко - А.А. Авакьяна (позже он подписывался в
русской печати как Авакян) и А.Х. Таги-Заде, в которой Чаилахяна
непрофессионально, но яростно ругали.
А как только академик Мейстер выступил со спокойной статьей "Несколько
критических замечаний" по поводу предложений Лысенко и Презента изменить научные
принципы семеноводства, то Презент не просто отверг всякую критику, но
обозвал сорта и новые формы, полученные самим Мейстером - выдающимся
селекционером своего времени, "уродцами", осыпал оскорблениями Мейстера и как ученого и
как человека. Эти нападки привели к тому, что защита докторской диссертации
Чаилахяна в Институте генетики АН СССР была отменена директором института
Н.И. Вавиловым и задержана на долгое время,
Крепко досталось и профессору Антону Романовичу Жебраку - крупнейшему
советскому специалисту в области генетики растений, который в рукописной статье
"Генетика и теория стадийного развития растений" указал на теоретические
ошибки Лысенко и Презента. В ответ Жебрака обвинили не просто в искажении
истины и научной безграмотности, но и в незнании русского языка: "Хромает,
хромает у вас грамматика, не годитесь вы в учителя последней... Сочувствуем вам,
проф. Жебрак, но опять же помочь ничем не можем", в скудоумии: "...цитату он
[Жебрак] не только не понял, но и не дочитал. Впрочем, может быть, и дочитал.
Иногда, ведь, и это некоторым не помогает", и даже в самом страшном грехе в
условиях политических репрессий в СССР в те годы - в аполитичности и
сочувствии международному фашизму. Статья кончалась словами, которые не встречались
раньше в научной литературе вообще:
"Эх, профессор Жебрак! Наш вам совет: не беритесь вы за международные темы.
С вашей генетикой это вас к добру не приведет".
Лысенко -
государственный деятель
С помощью отлично налаженной советской пропагандистской машины Лысенко
быстро прославился, стал наиболее популярным героем советского истеблишмента.
Из года в год его имя не сходило со страниц плакатов, газет, журналов.
В 1936 году Лысенко участвовал в работе VIII Чрезвычайного Съезда Советов.
В том же 1936 году его ввели в состав Редакционной Комиссии для выработки
окончательного текста Конституции СССР, а через две недели после принятия
этого документа, названного "Сталинской конституцией" (проект которой был
написан Н.И. Бухариным), в "Правде" был напечатан лысенковский "Отчет делегата
Съезда Советов", в котором он поведал, что один из членов комиссии
засомневался, нужно ли такое количество депутатов в будущем Верховном Совете СССР,
не запутаются ли они при обсуждении государственных дел, и тогда якобы:
"Тов. Сталин подал по этому поводу замечательную реплику, после которой все
сразу стало ясным. Он сказал, что людей у нас много, а раз людей много -
много депутатов: дальше людей будет еще больше".
В 1937 году, когда начали формировать состав будущего Верховного Совета
СССР, Лысенко включили в этот список. И снова его имя замелькало на страницах
центральных газет, уже не в связи с его научными успехами, а как бы в
преддверии будущих важных государственных свершений.
Когда нечего было сказать о Трофиме Денисовиче, писали о его замечательном
папе, сообщая любые мелочи из жизни выдающейся семьи (например, 28 апреля
1936 года "Правда" сообщала: "Колхозник Д.Н. Лысенко утвержден участником
Всесоюзной сельскохозяйственной выставки").
После избрания в Верховный Совет Лысенко назначают заместителем
председателя Совета Союза - верховного органа законодательной власти. Лысенко стал -
опять для видимости - по своему положению выше самого Сталина - члена всего
лишь исполнительного органа, Президиума Верховного Совета СССР, не
располагающего законодательной властью. Конечно, такая скромность Сталина была
показной. Как раньше Ленин, он переехал жить в официальную резиденцию русских
царей - Московский Кремль. Большой Кремлевский Дворец не стал музеем для
народа, наподобие Эрмитажа в "северной столице" или дворцов в пригородах этого
города. Его приспособили для проведения различных совещаний на высочайшем
уровне (при Сталине весь Кремль, а не лишь часть его, как сейчас, был закрыт,
и в Кремль можно было попасть только по пропускам, причем всех входящих
обыскивали) . В Большом Кремлевском Дворце оборудовали зал для заседаний
Верховного Совета СССР. На сцене были сооружены специальные трибуны на трех уровнях
- две боковые, они же самые нижние (на них рассаживались руководители партии
и правительства и сам Сталин), чуть выше располагалась трибуна для
выступавших, а на самом верху - главная, возвышавшаяся надо всем в зале, в том числе
и над самим Сталиным, - для председателей палат советского парламента и их
заместителей. Таким образом, на многие годы Трофим Лысенко стал восседать в
Кремле, усаживаясь выше Иосифа Сталина. Именно Лысенко становится тем
"винтиком" сталинской машины, которая давила не только науку. Лысенко сопредседа-
тельствовал и на таких, например, заседаниях 2 и 3 августа 1940 года, когда
Верховный Совет "единогласно одобрил включение в состав Союза ССР Литвы,
Латвии, Эстонии, Северной Буковины, Хотинского, Аккерманского и Измаильского
уездов Бессарабии". Газеты неизменно воспроизводили на первых страницах
фотографии членов правительства и вождей партии вместе с руководителями
Верховного Совета СССР, на которых любой гражданин страны мог рассмотреть Лысенко -
сидящего, стоящего, рукоплещущего, но вечно торчавшего над Сталиным,
Молотовым, Берией, Ворошиловым, Хрущевым или Вышинским. Почетнее места не было!
Лысенко старался, как можно чаще, выступать, будучи беспартийным, на плену-
мах Центрального Комитета партии и даже на съездах партии с рапортами и
патриотическими речами. Эта беспартийность могла кое-кому нравится (не вступает
в партию - значит, сам себя уважает), но могла быть и прозаическая причина:
чтобы демонстрировать единение партии и народа, всегда были нужны лица из
формально беспартийных, коих можно было бы выставить на публике как
безоговорочно поддерживающих любые начинания партии.
Академик АН Украинской ССР (с 1934 года) и ВАСХНИЛ (с 1935 года) , научный
руководитель (с 1934 года) и директор (с 1936 года) Всесоюзного селекционно-
генетического института, член Всероссийского Центрального Исполнительного
Комитета (ВЦИК) и Центрального Исполнительного Комитета СССР (ЦИК СССР) с 1935
года, депутат Верховного Совета СССР (с 1938 года) и заместитель председателя
верхней палаты этого парламента - Совета Союза, депутат Верховного Совета
Украинской ССР, член множества комиссий и комитетов он поднимался все выше по
государственной и научной лестнице.
Но все-таки главной его работой считалась научная. Лысенко, видимо,
искренне думал, особенно на первых порах становления, что он как человек,
устремленный мыслями и делом на сближение науки с производством, улучшение
колхозной практики, поможет облегчить жизнь народную. В сложившихся условиях ученые
уже не могли ни административно, ни даже в форме дискуссии воздействовать на
обласканного властями лже-новатора. Время было упущено. Лысенко набрал такую
силу, с которой ученым справиться было нельзя.
Как мы помним, на летней сессии зерновой секции ВАСХНИЛ 1935 года Лысенко
критиковали многие, в том числе Вавилов (пока еще очень осторожно, по-
отечески, скорее журя за непонимание законов генетики и излишнюю торопливость
с выведением сортов и прочими несерьезными выходками). Сразу же газета
"Правда " взяла Лысенко под защиту, теперь он был не только выдающимся ученым, но и
членом высших органов страны - ЦИК и ВЦИК, из которых вывели Вавилова. 27
октября 1935 года в передовой статье (каждая из которых шла в набор только
после одобрения аппаратчиками из ЦК партии), озаглавленной "Советская
сельскохозяйственная наука", говорилось о ВСЕМИРНОМ значении его работ и
утверждалось :
"Блестящий опыт Трофима Денисовича Лысенко неопровержимо доказал, какие
огромные возможности таит в себе самая тесная связь науки с производством, с
практикой колхозов и совхозов. Наука обогащает колхоз, колхоз обогащает
науку, дает ей новую пищу для исследований и открытий".
Год от года рос список его наград. Первый орден - Трудового Красного
Знамени - Лысенко получил от Советского правительства за якобы безусловную пользу
для страны яровизации. 31 декабря 1935 года газета "Известия" сообщила о
награждении Лысенко орденом Ленина. Характерно, что награду ему дали "за
выведение высокоурожайных сортов сельскохозяйственных растений", как бы подводя
итог и более ранним дискуссиям и недавним обсуждениям ошибок Лысенко именно в
вопросах селекции растений. Особо циничным было то, что никаких сортов
Лысенко не вывел ни тогда, ни позже. Его селекционные порывы закончились созданием
пустоцветов.
Но в этом отношении партия коммунистов оставалась верна себе. Яровизация
провалилась, фактически не начавшись, летние посадки картофеля привели к
падению сбора этого важнейшего для страны продукта сельского хозяйства, к
гибели даже собранного урожая, сортов не получилось, а существующие сорта из-за
"брака по любви" загубили. Однако Советское правительство продолжало
награждать его высшими орденами за проваливавшиеся на практике предложения.
Пренебрежение мнением специалистов нельзя было выразить более наглядно.
В последующие годы он получил еще семь орденов Ленина, был удостоен звания
Героя социалистического труда, трижды ему присуждали Сталинские премии (в
1941, 1943 и 1949 годах), награждали другими орденами и медалями. Одновремен-
но принимались всевозможные постановления о расширении посевов по рецептам
Лысенко, внедрении его "достижений" в практику, перестройке разных отраслей
по его мудрым указаниям. В газете "Правда" 29 июня 1938 года в передовице
"Науку на службу стране" говорилось:
"Кто в СССР не знает... академика Т.Д. Лысенко, крестьянского сына, в
небывало короткий срок ставшего крупнейшим мировым ученым, чьи труды обильным
урожаем расцветают на колхозных и совхозных полях".
О том, что это был за урожай, мы уже знаем.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ликбез
краткий курс биологии
(окончание)
ГЛАВА 12. ОРГАНИЗМЫ
И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
12.1. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
12.1.1. Экологические системы
Экология (греч. oikos «дом» + logos «наука») - это наука о взаимоотношении
организмов и окружающей среды. Термин «экология» предложил в 1866 году Эрнст
Геккель. В настоящее время экология - это междисциплинарная отрасль на стыке
биологии, физики, химии, географии и общественных наук.
Экология рассматривает наиболее крупные уровни организации живого:
популяции, сообщества и экосистемы. Напомним, что популяцией называется группа
организмов одного вида, в достаточной степени изолированная от других групп.
Сообщество - это группа организмов различных видов, проживающих на общей
территории и взаимодействующих между собой. Экологическая система (биогеоценоз)
- это сообщество организмов с окружающей их абиотической средой (почвой,
атмосферой и т . п.) .
Рисунок 12.1.1.1. Коралловый риф - один из примеров экосистемы
Существуют пять основных подходов в экологии:
• популяционная экология (изучение динамики численности популяций и её
связи с внешними факторами);
• синэкология (изучение природных сообществ);
• изучение местообитаний;
• изучение экосистем (в частности, круговорота веществ и энергии в
природе) ;
• эволюционная экология (реконструкция древних природных сообществ и
прогнозирование изменений в сообществах), а также историческая экология
(изучение изменений, связанных с деятельностью человека).
В экологическую систему входят абиотические (то есть неживые) и биотические
компоненты. Иногда абиотические компоненты биогеоценоза называют биотопом, а
биотические - биоценозом. Почву, относящуюся к абиотическим компонентам,
нередко рассматривают как отдельную структурную единицу экосистемы.
Биотопы объединяются в биохоры, а последние - в биоциклы. Так, биотопы
каменистых, глинистых и песчаных пустынь объединяются в биохор пустынь; биохоры
пустынь, лесов и степей объединяются в биоцикл суши. Три биоцикла: суша, море
и внутренние водоёмы - образуют биосферу.
Одним из важнейших экологических понятий является поток энергии. Энергия
приходит в экологические системы в конечном счёте от Солнца; при этом авто-
трофы используют непосредственно солнечный свет, а гетеротрофы получают от
автотрофов уже преобразованную энергию в виде питательных веществ. За год
одним квадратным метром земной поверхности (и растениями на нём) поглощается
около 5 - 109 Дж тепла. Большая часть энергии сразу отражается обратно в
атмосферу, часть усваивается организмами и переходит в другие формы. При этом
какая-то доля энергии также переизлучается в атмосферу в виде тепла.
12.1.2. Пищевые цепи и
экологические пирамиды
Внутри экологической системы органические вещества создаются автотрофными
организмами (например, растениями). Растения поедают животные, которых, в
свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется
пищевой цепью; каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем
(греч. trophos «питание»).
Тепловая энергия, теряющаяся при дыхании
t t t t
Продуценты
Хищники
mtji
Тепловая энергия, теряющаяся при дыхании
Рисунок 12.1.2.1. Поток энергии через типичную пищевую цепь
Организмы первого трофического уровня называются первичными продуцентами.
На суше большую часть продуцентов составляют растения лесов и лугов; в воде
это, в основном, зелёные водоросли. Кроме того, производить органические
вещества могут сине-зеленые водоросли и некоторые бактерии.
Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами,
третьего трофического уровня - вторичными консументами и т. д. Первичные кон-
сументы - это травоядные животные (многие насекомые, птицы и звери на суше,
моллюски и ракообразные в воде) и паразиты растений (например, паразитирующие
грибы). Вторичные консументы - это плотоядные организмы: хищники либо
паразиты. В типичных пищевых цепях хищники оказываются крупнее на каждом уровне, а
паразиты - мельче.
Существует ещё одна группа организмов, называемых редуцентами. Это сапрофи-
ты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых
растений и животных (детритом). Детритом могут также питаться животные - дет-
ритофаги, ускоряя процесс разложения остатков. Детритофагов, в свою очередь,
могут поедать хищники. В отличие от пастбищных пищевых цепей, начинающихся с
первичных продуцентов (то есть с живого органического вещества), детритные
пищевые цепи начинаются с детрита (то есть с мёртвой органики).
Рисунок 12.1.2.2. Пример пищевой сети
В схемах пищевых цепей каждый организм представлен питающимся организмами
какого-то определённого типа. Действительность намного сложнее, и организмы
(особенно, хищники) могут питаться самыми разными организмами, даже из
различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя
пищевые сети.
Рисунок 12.1.2.3. Упрощённый вариант экологической пирамиды
Пищевые сети служат основой для построения экологических пирамид.
Простейшими из них являются пирамиды численности, которые отражают количество
организмов (отдельных особей) на каждом трофическом уровне. Для удобства анализа
эти количества отображаются прямоугольниками, длина которых пропорциональна
количеству организмов, обитающих в изучаемой экосистеме, либо логарифму этого
количества. Часто пирамиды численности строят в расчёте на единицу площади (в
наземных экосистемах) или объёма (в водных экосистемах).
Рисунок 12.1.2.4. Слева изображена прямая пирамида
биомасс, справа - перевёрнутая
Зима Весна
Рисунок 12.1.2.5. Пример сезонного изменения в пирамиде биомассы
В пирамидах численности дерево и колосок учитываются одинаково, несмотря на
их различную массу. Поэтому более удобно использовать пирамиды биомассы,
которые рассчитываются не по количеству особей на каждом трофическом уровне, а
по их суммарной массе. Построение пирамид биомассы - более сложный и
длительный процесс.
Пирамиды биомассы не отражают энергетической значимости организмов и не
учитывают скорость потребления биомассы. Это может приводить к аномалиям в
виде перевёрнутых пирамид. Выходом из положения является построение наиболее
сложных пирамид - пирамид энергии. Они показывают количество энергии,
прошедшее через каждый трофический уровень экосистемы за определённый промежуток
времени (например, за год - чтобы учесть сезонные колебания). В основание
пирамиды энергии часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной
энергии. Пирамиды энергии позволяют сравнивать энергетическую значимость
популяций внутри экосистемы. Так, доля энергии, проходящей через почвенных
бактерий, несмотря на их ничтожную биомассу, может составлять десятки процентов
от общего потока энергии, проходящего через первичных консументов.
Органическое вещество, производимое автотрофами, называется первичной
продукцией. Скорость накопления энергии первичными продуцентами называется
валовой первичной продуктивностью (ВПП), а скорость накопления органических
веществ - чистой первичной продуктивностью (ЧПП) . ВПП примерно на 20 % выше,
чем ЧПП, так как часть энергии растения тратят на дыхание. Всего растения
усваивают около процента солнечной энергии, поглощённой ими.
2000
0,5-10°
Автотрофы
Фотосинтез
0,5 106
Пища
Дыхание
-►10000
ВПП
▼ 0,49 10е"
ЧПП
8000
Вьщеления
■ Гибель
Травоядные
-►800
№
\
Хищники
■*► 16
ША
\
Детритофаги и редуценты
It*
Рисунок 12.1.2.6. Поток энергии через пастбищную
пищевую цепь. Все цифры даны в кДж/м2 - род
При поедании одних организмов другими вещество и пища переходят на
следующий трофический уровень. Количество органического вещества, накопленного ге-
теротрофами, называется вторичной продукцией. Поскольку гетеротрофы дышат и
выделяют непереваренные остатки, в каждом звене часть энергии теряется. Это
накладывает существенное ограничение на длину пищевых цепей; количество
звеньев в них редко бывает больше 6. Отметим, что эффективность переноса
энергии от одних организмов к другим значительно выше, чем эффективность
производства первичной продукции. Средняя эффективность переноса энергии от рас-
тения к животному составляет около 10 %, а от животного к животному - 20 %.
Обычно растительная пища энергетически менее ценна, так как в ней содержится
большое количество целлюлозы и древесины, не перевариваемых большинством
животных .
Изучение продуктивности экосистем важно для их рационального использования.
Эффективность экосистем может быть повышена за счёт повышения урожайности,
уменьшения помех со стороны других организмов (например, сорняков по
отношению к сельскохозяйственным культурам), использования культур, более приспоб-
ленных к условиям данной экосистемы. По отношению к животным необходимо знать
максимальный уровень добычи (то есть количество особей, которые можно изъять
из популяции за определённый промежуток времени без ущерба для её дальнейшей
продуктивности).
12.1.3. Почва
Почва - это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое
природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах.
Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами
биогеоценоза. Изучением почв занимается почвоведение, основателем которого
является Василий Докучаев.
В состав почвы входят четыре важнейших компонента:
• минеральная основа (50-60 % от общего объёма);
• органическое вещество (до 10 %);
• воздух (15-25 %);
• вода (25-35 %).
100 80 60 40 20 О
% песка
Рисунок 12.1.3.1. Треугольная диаграмма классов почв
Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунов и
заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) и коллоидными
частицами (< 1 мкм) . Обычно частицы, составляющие почву, делят на глину (мельче
0,002 мм в диаметре), ил (0,002-0,02 мм), песок (0,02-2,0 мм) и гравий
(больше 2 мм). Механическая структура почвы имеет очень важное значение для
сельского хозяйства, определяет усилия, требуемые для обработки почвы,
необходимое количество поливов и т. п. Хорошие почвы содержат примерно одинаковое
количество песка и глины; они называются суглинками. Преобладание песка делает
почву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в ней хуже
удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плохо дренируются,
являются сырыми и клейкими, но зато содержат много питательных веществ и не
выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ
сельскохозяйственных орудий.
По химическому составу минеральной компоненты почва состоит из песка и
алеврита (формы кварца (кремнезёма) Si02 с добавками силикатов (Al4(Si04)3,
Fe4(Si04)3A Fe2Si04) и глинистых минералов (кристаллические соединения
силикатов и гидроксида алюминия)).
Горизонт А
вымывание
минеральные
веществ
Горизонт В
накопление
питательных
веществ
Горизонт С
материнская порода,
п о дверг ающ аяся
выветриванию
ГоризонтD
коренная
п од стил ающ ая п ор од а
Свежий опад
Частично
разложившаяся
подстилка
Гумус
Поверхностный
перегнойный
горизонт
Элювиальный
кислый горизонт
Рисунок 12.1.3.2. Типичный почвенный профиль
Органические вещества в почве образуются из остатков растений и животных.
Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В результате образуется
аморфная масса - гумус - тёмно-коричневого или чёрного цвета. Химический
состав гумуса - фенольные соединения, карбоновые кислоты, эфиры жирных кислот.
В почве частицы гумуса прилипают к глине, образуя единый комплекс. Гумус
улучшает свойства почвы, повышая ее способность удерживать влагу и
растворённые минеральные вещества. В болотистых почвах образование гумуса идёт очень
медленно. Органические остатки спрессовываются здесь в торф.
Некоторые химические элементы (азот, фосфор, сера)
переходят из органических соединений в неорганические,
ваемый процесс минерализации вещества.
процессе разложения
Происходит так назы-
Воздух и вода удерживаются в почве в промежутках между её частицами. Часть
воды просачивается сквозь почву, образуя грунтовые воды; остальная вода
остаётся в почве благодаря силам поверхностного натяжения либо адсорбируется на
поверхностях кристаллов кварца или глины.
Почва образуется из горной породы в результате выветривания и деятельности
живых организмов. Суточные температурные колебания приводят к расширению и
сжатию горных пород. Неравномерное расширение ведёт к их постепенному
разрушению. Вода, просачиваясь в трещины, при замерзании создаёт огромное
давление, что также способствует разрушению породы. Перемещаемые водой и ветром
частицы вызывают эрозию. Наконец, выветривание вызывается вымыванием из
горной породы различных химических веществ водой. Важным фактором, определяющим
образование почвы, является рельеф местности.
Рисунок 12.1.3.3. Почва и её обитатели
Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвы
одного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей с
одинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чётко прослеживается
высотная зональность почв.
12.1.4.
Абиотические
компоненты
Важнейшими составляющими абиотического компонента экосистемы помимо почв
являются климатические и топографические факторы. Кроме того, в абиотический
компонент может входить наличие волн, гейзеров, вулканов и прочие
экзотические факторы.
К климатическим факторам относят свет, температуру, влажность и т. п. На
интенсивность света влияет широта местности, время дня и года, а также наклон
поверхности по отношению к горизонтали. Под действием света в растениях
происходят фотосинтез и транспирация, благодаря свету животные видят. Организмы,
живущие в областях с выраженной сменой времён года, выработали различные
реакции на периодические изменения освещённости (у растений - цветение,
опадание листьев, у животных - миграция, зимняя спячка). Необходимость света для
нормальной жизнедеятельности приводит к ярусной структуре наземных сообществ,
а в водных экосистемах ограничивает распространение большинства организмов
поверхностными слоями воды.
50-К-
17
Стратосфера
Тропосфера
Ультраф иолетовые
лучи
Озоновый елой-
♦ ♦ ♦
Рисунок 12.1.4.1. Прохождение солнечных лучей сквозь атмосферу
Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм губительны для всего
живого . Жизнь на Земле возможна только потому, что это излучение задерживается
озоновым слоем атмосферы, и до поверхности доходит только длинноволновая
часть УФ-излучения (300-400 нм) . Но даже она обладает высокой активностью и
может вызывать повреждение кожного покрова.
Каждый организм может существовать только в определённом диапазоне
температур. При понижении температуры до 0 °С происходит замерзание воды, и клетка
погибает. При высоких температурах белки денатурируют, теряя свои функции, и
жизнь также становится невозможной.
У организмов с непостоянной температурой тела повышение температуры
окружающей среды вызывает ускорение метаболических реакций. Млекопитающие и птицы
развили способность к терморегуляции - поддержанию постоянной температуры
тела. Наземные организмы выработали различные адаптационные механизмы,
позволяющие уменьшить неблагоприятное воздействие температурных колебаний. В воде
изменения температуры относительно невелики, и проблема приспособления
организмов к колебаниям так остро не стоит.
Вода, как необходимое условие жизни, также является ограничивающим фактором
в экосистемах. Водный баланс определяется выпадением осадков, дренажем и
испарением воды; его смещение приводит к засухе либо, наоборот, к
переувлажнению. Растения и животные, обитающие в засушливых местностях, приспособились к
неблагоприятным условиям: они уменьшают потери воды (например, сбрасывают
листья, снижают потоотделение или транспирацию, уменьшают площадь поверхности
тела), увеличивают её потребление (длинные, глубоко проникающие корни),
переживают неблагоприятный период в виде луковиц и клубней или в летней спячке.
Ветер увеличивает скорость испарения воды. Он влияет на рост растений на
открытых участках, переносит семена и споры неподвижных растений и животных.
Перемещения воздушных масс вызывают перераспределение осадков на поверхности
Земли.
В некоторых местах (например, под корой гниющего дерева) климатические
условия могут отличаться от климата окружающей среды. В этом случае говорят о
микроклимате. Микроклимат играет важную роль при распространении организмов,
способных обитать в ограниченном диапазоне условий.
Рисунок 12.1.4.2. Горы могут являться барьером на пути дождевых туч
Исключительно важную роль играет и рельеф местности. Во-первых, топография
сильно сказывается на климатических; горы могут являться климатическим
барьером. Во-вторых, при изменении высоты местности над уровнем моря меняются
температура , влажность, атмосферное давление. Крутизна склона и его ориентация
по частям света (экспозиция) также оказывают большое влияние на экосистему.
Абиотический компонент - это динамическая система. Циклические процессы
перемещения и превращения веществ называются круговоротами веществ. Важнейшими
из них являются круговорот воды (гидрологический цикл), кислорода, углерода,
азота, фосфора, кальция и других элементов.
Вода испаряется с поверхности океанов и морей, переносится ветром в виде
туч и осадками выпадает на сушу. Часть воды испаряется с суши обратно в
атмосферу, другая часть через грунтовые воды даёт начало рекам, третья часть
поглощается организмами. По пути сквозь горные породы вода вымывает минеральные
вещества; в конце концов они попадают в океан, изменяя с течением времени его
состав. На круговорот воды в природе тратится огромная энергия: 10,5-1032 Дж
в год (10 % всей получаемой Землёй от Солнца энергии).
Углерод поглощается из атмосферы растениями, растения поедаются животными.
Скорость усваивания углерода растениями составляет 1,5-1011 т в год (для
сравнения общая масса углерода в растениях составляет около 5-Ю11 т, в
животных - 5-Ю9 т, в атмосфере - 6,4-Ю11 т) . В результате дыхания часть
углерода возвращается обратно в атмосферу. Из остатков мёртвых организмов углерод
попадает в почву и накапливается там, образуя гумус, торф, каменный уголь,
нефть, природный газ. Сжигание этих веществ увеличивает содержание
углекислого газа в атмосфере, что по некоторым данным увеличивает парниковый эффект. В
активном круговороте углерода участвует лишь небольшое количество этого
элемента; огромные запасы углерода законсервированы в известняках и других
породах.
Кратко остановимся на круговоротах других важнейших веществ.
• Кислород выделяется в процессе фотосинтеза в атмосферу и поглощается из
неё организмами во время дыхания, связываясь при этом в углекислом газе.
Используется кислород и редуцентами - при разложении мёртвой органики. В
верхних слоях атмосферы происходит взаимное превращение кислорода в озон и
обратно под действием солнечных лучей. Небольшое количество кислорода
фиксируется в полезных ископаемых.
Человек вносит заметные изменения в круговорот кислорода. Всё больше и
больше кислорода связывается за счёт сжигания органического топлива
(каменного угля, нефти, газа). Использование хлорфторуглеводородов (например,
фреона) истончает озоновый слой, который защищает всё живое на Земле от
губительных ультрафиолетовых лучей.
• Большинство живых организмов не могут усваивать азот в газообразной форме.
Исключением являются только некоторые бактерии и сине-зелёные водоросли
(при этом некоторые бактерии наоборот восстанавливают нитраты до
молекулярного азота). В растениях азотсодержащие соли преобразуются в
органические соединения, которые передаются дальше по цепям питания. Обратно в
среду соединения азота попадают с мочой или уже после гибели организма.
Чрезмерное использование азотистых удобрений приводит к увеличению
содержания нитратов в пищи. Кроме того, растения усваивают лишь часть (меньшую
часть) удобрений, а остальное смывается дождями в водоёмы, что в конечном
итоге приводит к зарастанию водоёмов водорослями.
• Сера поступает в пищевые цепи через растения. Сера содержится в любом ор-
ганизме как составная часть протеинов. После гибели организма редуценты
разлагают серосодержащие соединения до сульфатов и сероводорода (последний
является причиной характерного запаха, например, от тухлых яиц). Окисление
и восстановление серы также производится с участием бактерий-продуцентов.
Накапливаясь в горных породах и полезных ископаемых, сера постепенно
выводится из круговорота. Обратно она возвращается с вулканическими газами и в
процессе выветривания горных пород.
Сжигание полезных ископаемых приводит к выбросу в атмосферу оксида серы
S03. Растворяясь в дождевой воде, это вещество вызывает кислотные дожди,
губительно действующие на наземные и водные экосистемы.
• В отличие от других макроэлементов из круговорота фосфора исключена
газообразная форма; в атмосфере он может присутствовать только в виде пыли. В
пищевую цепь фосфор поступает в виде фосфатов, преобразуясь в продуцентах
в органические вещества. После гибели организма редуценты разлагают
органику с выделением фосфатов, замыкая круговорот фосфора. Часть фосфора
изымается из круговорота в осадочных породах; обратно этот фосфор
возвращается в процессе выветривания.
Человек вносит на поля фосфатные удобрения; большая часть из них смывается
в водоёмы. При изобилии фосфатов начинается взрывообразный рост
одноклеточных водорослей - водоёмы «цветут». Редуценты перестают справляться с
разложением отмерших водорослей, и над водоёмом появляется характерный
запах. Кроме того, при разложении отмерших водорослей расходуется большое
количество кислорода; его перестаёт хватать рыбам и другим водным
животным.
12.2.
ЭКОЛОГИЯ
СООБЩЕСТВ И
ПОПУЛЯЦИЙ
12.2.1.
Динамика
популяций
Раздел экологии, изучающий внутривидовую организацию, называется популяци-
онной экологией. Вместе с экологической физиологией, рассматривающей реакцию
организма на окружающую среду, она входит в аутозкологию, противопоставляемую
синэкологии. Если изучаются популяции человека, то такой раздел науки
называется демографией.
Размеры популяции могут возрастать в результате размножения особей и их
иммиграции из других популяций. Главным показателем скорости размножения
является плодовитость, которая равна среднему количеству потомков одной женской
особи за определённый промежуток времени. У млекопитающих плодовитость
называется рождаемостью. Рождаемость человека не очень высока в экономически
развитых странах и примерно вдвое выше в развивающихся странах с недостаточным
уровнем контроля за рождаемостью.
Размеры популяции могут уменьшатся в результате эмиграции и смертности.
Смертность - среднее число смертей в популяции в год (в процентах либо на
тысячу особей). Человеческая смертность самая низкая в развитых странах с
высоким уровнем медицинского обслуживания.
Материк
Европа
Азия
Африка
США и Канада
Латинская Америка
Австралия
Рождаемость
(в год на 1000 чел.)
14
29
46
16
32
16
Смертность
(в год на 1000 чел.)
10
11
17
9
9
7
Таблица 12.2.1.1. Рождаемость и смертность человека в
различных регионах
Афганистан, 1995
Бельгия, 1995
PQ
80+
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
45-49
40-44
35-39
30-34
25-29
20-24
15-19
10-14
5-9
0-4
Женщины | Мужчины
Женщины
Мужчины
85+
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
45-49
40-44
35-39
0-34
5-29
0-24
5-19
0-14
5-9
СМ
15 10 5
10 15 %
1—Г
15 10 5 0 5 10 15 %
Рисунок 12.2.1.1. Рождаемость и смертность в различных странах
Учёным, исследующие динамику популяций, важно бывает знать не только общую
смертность в популяции, но и количество особей, погибающих до достижения
половой зрелости. Условием стабильности популяции является тот факт, что до
половой зрелости доживают два потомка от каждой пары. Динамику смертности
популяции в зависимости от возраста отображают на кривых выживания. Существуют
три основных типа этих кривых: когда главным фактором смертности является
естественное старение особей (на рисунке 12.2.1.2 эта кривая обозначена буквой
А), когда в популяции высока ранняя смертность (Б) и, наконец, когда
смертность постоянна в течении всей жизни организмов (В) . Кривые выживания
конкретных видов могут занимать промежуточные положения между этими крайними
формами.
А Выживание, %
100-
50-
V \
0
ч^
Возраст
Рисунок 12.2.1.2. Типы кривой выживания
Если рождаемость в изолированной популяции превышает смертность, то
популяция растёт. В начале роста кривая роста популяции - это экспонента. Однако
рано или поздно питательные запасы в окружающей среде исчерпываются. В одних
популяциях уменьшение количества питательных веществ начинает воздействовать
на динамику роста загодя, и кривая роста приобретает S-образную форму. В
других популяциях бесконтрольный рост численности заходит слишком далеко, после
чего происходит катастрофический «обвал» численности, связанный с истощением
ресурсов (J-образная форма). Рост популяций на первой (экспоненциальной) фазе
можно приближённо описать дифференциальным уравнением:
dN
d£
где N(t) - количество особей в зависимости от времени, Ь - рождаемость, d -
смертность, а г = b - d - врождённая скорость роста численности популяции.
Дифференциальным уравнением можно описать и S-образную кривую:
dN (K-N)
= rN-
= {b-d)N=rN,
dt
К
Здесь К - это максимальный размер стабильной популяции, которая может
существовать неопределённо долго, если не изменятся внешние условия. Заметим, что
дифференциальные уравнения роста - приблизительные уравнения, так как они не
учитывают различия между особями, сезонные колебания количества пищи и
способности к размножению и т. п.
Виды, которые быстро размножаются со скоростью, не зависящей от плотности
вида, называют r-стратегами. Размеры r-популяций не стабилизируются и в
течение некоторого времени могут превышать поддерживающую ёмкость среды. Как
правило, г-стратеги имеют небольшие размеры и малую продолжительность жизни.
Среди них много микроорганизмов, мелких насекомых и однолетних растений.
Обычно r-стратеги быстрее заселяют новые местообитания, однако через
некоторое время их вытесняют более конкурентоспособные К-стратеги.
АЧисло
V-
600
450-
300-
150
м Г"——
организмов
> > ♦ \ i
—i 1—^-
и
12
16
Время, ч
фЧисло организмов на 1 см3
Резкое снижение
30 45
Время, дни
Рисунок 12.2.1.3. К- и г-стратегии популяций
К-стратеги размножаются относительно медленно. Скорость их размножения
зависит от плотности популяции. Численность популяций К-стратегов через
некоторое время стабилизируется на определенном значении. Среди К-стратегов обычно
встречаются крупные и долгоживущие виды: деревья, крупные птицы и звери,
человек .
Железный век Средние
Палеолит
Бронзовый
Неолит век
Л „ L
века
9000 7000 5000 3000 1000
до н э
1000 2000
н э
4 Население Земли, млрд
Промышленная!
революция
Эпидемия
чумы
1000 1200 14001600 1800 2000
н э.
Рисунок 12.2.1.4. Рост численности населения земного шара
Численность популяции может изменяться также в результате изменения внешних
условий среды, например, из-за появления большого количества хищников или
нехватки пищи. Существуют также внутренние факторы, «сдерживающие» рождаемость;
наиболее хорошо изученными из них являются территориальное поведение (защита
гнездовой территории от вторжения особей того же вида) и действие
перенаселённости, заключающееся в резком уменьшении плодовитости и уменьшении степени
заботы о потомстве.
Рисунок 12.2.1.5. Миграция саранчи
L-реднии
уровень
смертности
оимнее
'* исчезновение
АИЩНИКИ
♦ < 1 ♦ « 1 ♦—• • 1 1 1 ♦
1950
1960
1 Ог^
Годы
Рисунок 12.2.1.6. Колебания численности популяции
зимней пяденицы и её хищников
Причиной массовых вспышек рождаемости в популяциях являются, как правило,
погодные факторы. В последнее время к числу причин добавилась деятельность
человека. Часто популяции при помощи механизма обратных связей способны
регулировать свою численность с тем, чтобы она не превысила предел, за которым
наступит катастрофа. Так, гусеницы некоторых бабочек массово гибнут, если
выходят из яиц до окончания холодов (когда они погибают от переохлаждения) либо
через длительное время после распускания листьев (тогда они погибают от
голода) . Если гусеницы появляются вовремя, то популяции грозит перенаселение; в
это время в действие вступает второй лимитирующий фактор - например, хищники
или паразиты. В данном случае действие регулирующего фактора зависит от
плотности популяции.
Ещё один часто встречающийся способ регуляции численности популяции -
расселение части популяции за пределы местообитания. Если большое количество
особей переселяется в одном направлении, то это расселение приобретает
характер миграции (в частности, широко известны миграции леммингов).
12.2.2. Отношения
между популяциями
Отдельные популяции в природном сообществе находятся в тесном
взаимодействии друг с другом, поэтому так важно изучение популяционной динамики
различных видов вместе. Рассмотрим наиболее частые формы отношений, возникающих
между популяциями.
Если организмы находятся на одном трофическом уровне, то между ними часто
возникает межвидовая конкуренция за пищу (иногда и за территорию). Со
временем чередование последовательных идиоадаптаций может привести к тому, что
каждый вид в пределах одного трофического уровня будет занимать свою нишу, и
конкуренция будет сведена к минимуму. В других случаях может быть достигнуто
равновесие, когда ни один из видов не будет развиваться столь же успешно, как
в отсутствие конкурента. Наконец, может возникнуть ситуация, когда один из
видов будет полностью подавлен другим; в этом и заключается конкурентное
исключение .
Антагонистические отношения между организмами не сводятся только к борьбе
за пищевые ресурсы. Некоторые организмы (растения, грибы, бактерии) способны
выделять в окружающую среду (например, в почву или в воздух) химические
вещества (алколоиды, терпены), подавляющие развитие конкурентов. Способы
подавления могут быть разными: от простого растворения клеток до торможения
биохимических процессов дыхания или синтеза аминокислот. Этот способ взаимодействия
называется аллелопатией. Иногда вытеснение производится вследствие более
интенсивного размножения или преимущественного потребления пищи.
Популяции, находящиеся на разных трофических уровнях, могут вступать во
взаимоотношения хищник-жертва. Во многих случаях циклические колебания
численности популяции хищника сдвинуты по фазе по отношению к колебаниям
численности популяции жертвы. Это можно объяснить тем, что возрастание численности
хищника приводит к резкому снижению численности жертвы, вслед за чем в
результате голода уменьшается количество хищников. Это позволяет снова вырасти
числу жертв, вслед за чем начинает расти количество хищников. Характерный
период таких циклов обычно составляет несколько поколений.
9P*F
Л.
Рисунок 12.2.2.1. Волки загоняют лося
А Чи ел е н н о с ть, ты с
Жертва
Хищник
1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 1935
Время
Рисунок 12.2.2.2. Колебания численности популяций хищника и его жертвы
Некоторые организмы несъедобны для их потенциальных хищников (так, ряд
бабочек ядовиты для птиц) . Часто эти организмы имеют яркую предупреждающую
окраску; хищники избегают охотиться на окрашенных таким образом жертв. В
качестве примера предупреждающей окраски можно привести некоторых бабочек и
жуков. Этим пользуются другие, уже неядовитые организмы, подражающие своей
окраской ядовитым видам. Другие животные подражают различным объектам
растительного или животного мира или даже каким-либо минералам. Подражание другим
объектам с целью защиты от врагов (мимикрия) широко распространённое среди
насекомых, встречается и среди многих других групп животных (например, у
некоторых неядовитых змей). Как правило, численность моделей особей должна быть
значительно выше, чем численность подражателей, главным образом для того,
чтобы хищники быстро научились избегать ядовитых форм. Существует также
кольцо мимикрии, когда несколько несъедобных для хищников видов имеют схожую
окраску (например, различные виды ос) с тем, чтобы враги, выработав
соответствующий рефлекс на один вид, не трогали и особей других видов.
Рисунок 12.2.2.3. Мимикрия. Слева - гусеница, имитирующая сучок
растения. Справа - бабочка вице-король повторяет форму и окраску
крыльев ядовитой бабочки-монарха
Симбиозом (мутуализмом) называется форма отношений между организмами двух
разных видов, приносящая обоюдную пользу. Иногда симбиотические взаимооотно-
шения настолько важны, что гибель одного организма неизбежно ведёт к гибели
другого. В других случаях организмы способны существовать и отдельно друг от
друга, правда, не столь успешно. Среди известных примеров симбиоза можно
привести лишайники, сожительство рака-отшельника и актинии, симбиоз бактерий,
переваривающих целлюлозу, и жвачных, взаимоотношения муравьев и тлей, которых
они «пасут», получая взамен сладкие продукты выделения, рыбы-«санитары» и
птицы-«санитары», уничтожающие паразитов на коже крупных млекопитающих и рыб.
Важными примерами симбиоза является совместное существование грибов и
деревьев, насекомых и цветковых растений.
Рисунок 12.2.2.4. Симбиоз. Слева направо: мурена и
креветка, муравьи и тли
Если совместное проживание выгодно только одному из организмов, но
безразлично для другого, то такую форму отношений называют комменсализмом.
Комменсализм обычно связан с поиском пищи или необходимого укрытия. Примером
комменсализма является сосуществование некоторых мелких рыб с крупными
актиниями. Рыбки нечувствительны к стрекательным нитям актинии и «подбирают» остатки
пищи между щупальцами, а актинии невольно обеспечивают этим рыбкам защиту.
Очень часто комменсалами являются бактерии и простейшие, живущие в кишечнике
и на поверхности более крупных организмов.
Рисунок 12.2.2.5. Примеры комменсализма. Слева
направо: рыба-клоун и актиния, цапли и буйвол
Встречаются, однако, и ситуации, когда организм, обитающий на другом
организме, приносит ему ощутимый вред. Такую форму сожительства называют
паразитизмом. Паразит получает пищу либо из тканей хозяина, либо из переваренной им
пищи. Паразиты могут разрушать ткани хозяина, выделять в его организм
ядовитые вещества (продукты выделения паразитов, разложения остатков самих
паразитов либо токсины). Некоторые паразиты живут в теле хозяина всю жизнь, другие
попадают в него лишь на определённое время, необходимое, например, для
размножения или роста. Некоторые паразиты вызывают гибель хозяина, другие
способны существовать в теле хозяина долгое время, не причиняя ему серьёзного
вреда.
Рисунок 12.2.2.6. Паразитические формы
сосуществования . Слева направо: вьющиеся лианы, платяная вошь
Переход к паразитическому образу жизни обычно сопровождается дегенерацией.
Утрачиваются органы пищеварения, органы чувств, теряется подвижность. У
паразитов изменяется форма тела, развиваются разнообразные крючья и присоски.
Жизненный цикл паразитов сопряжён с огромной смертностью; следствием этого
является повышенная способность к размножению (иногда измеряемая в миллионах
особей в год) . К паразитам относятся многие болезнетворные бактерии и
простейшие, некоторые грибы, вьющиеся лианы; паразитические формы имеются среди
представителей большинства типов животных.
12.2.3. Динамика
природных сообществ
Как уже было сказано ранее, сообщество - это совокупность популяций,
биотический компонент экосистемы. Сообщество функционирует как динамическая систе-
ма, через которую проходит поток веществ и энергии. Изучением природных
сообществ занимается синзкология.
Структура сообщества создаётся постепенно в течение определённого времени.
Если заселяется территория с обнажённой горной породой вместо почвы, то
первоначально на ней поселяются лишайники и, возможно, водоросли, образуя
пионерные сообщества. Под действием эрозии и живых организмов накапливается слой
почвы, на котором уже могут поселяться сначала мхи, затем травы и, наконец,
кустарники и деревья. Другим примером является постепенное заболачивание
открытых водоёмов, приводящее к тому, что на месте озёр образуются сначала
болота, а затем, возможно, осоковый луг или лес.
Крупное
нарушение в
окружающей среде
М
Сообщества серии
Г
Лишайники
+
Водоросли
¥
Пионерное
сообщество
Мхи
г- г а
+
Папоротники
Кустарники
ЯША
Луг овая Ку стар н иков ая
раститель ность заросль
Лес
Климаксное
сообщество
Рисунок 12.2.3.1. Схема типичной наземной сукцессии
Подобная смена одних сообществ другими называется экологической сукцессией.
В первом случае наблюдается так называемая первичная сукцессия, поскольку
формирование сообщества происходит, что называется «с нуля». Во втором —
наблюдается вторичная сукцессия, поскольку одно сообщество постепенно
замещается другим. Последнее сообщество цепи, стабильное и находящееся в равновесии с
окружающей средой, называется климаксным сообществом. Дальнейшее изменение
климакснохю сообщества возможно только при изменении окружающих условий.
Время смены одного сообщества другим сильно различается. Типичная
последовательность сукцессии, приводящих к появлению дубрав или сосновых лесов в
средней полосе, занимает около 200 лет; при этом скорости ранних сукцессии
гораздо выше, чем скорости поздних.
Как правило, сукцессия приводит к постепенному увеличению биомассы
сообщества, возрастанию видового разнообразия.
Сукцессия может начинаться не только на лишённых жизни территориях, но и в
местах, на которых организмы были раньше, но в значительной степени
уничтожены, например, пожаром или вырубкой. Существенное влияние на сукцессию в этом
случае оказывают сохранившиеся корневища, семена и споры различных растений,
а также организмы, обитающие в почве. Нередко результатом сукцессии на таких
территориях является восстановление исходного биогеоценоза. Применительно к
лесным сообществам такие процессы получили название демутация.
Время Климакс
Рисунок 12.2.3.2. Продуктивность и биомасса при
переходе к климаксному сообществу
В сходных условиях развиваются сходные сукцессии. Факторами, определяющими
состав климакснохю сообщества, могут быть климат, рельеф, дренаж почвы и т.д.
>•--:■■ " j:rvr v' г
Древесный ярус
(5-20 м)
Кустарниковый ярус
(2-5 м)
Травянистый ярус
(0-2 м)
Приземный ярус
Подстилка
Рисунок 12.2.3.3. Один из способов уменьшения
межвидовой конкуренции - разделение сообщества на ярусы
Все доступные экологические ниши в ходе сукцесий постепенно заполняются, и
может возникнуть межвидовая конкуренция. Специализация видов в отношении ре-
сурсов (морфологическая либо пространственная) увеличивает стабильность
структуры сообщества, уменьшает конкуренцию за экологическую нишу со стороны
других видов, хотя некоторая прямая конкуренция всё равно неизбежна.
Своеобразные биогеоценозы развиваются в результате деятельности человека. К
их числу можно отнести агроценозы (искусственные луга, поля, сады),
мегаполисы и т. п. Искусственные биогеоценозы требуют неустанного вмешательства
человека для поддержания их в стабильном состоянии. Значительная часть
питательных веществ в них выносится за пределы экосистемы, и естественный круговорот
веществ не осуществляется. Поэтому в ходе сельскохозяйственных работ
необходимо внесение минеральных удобрений и дополнительных органических веществ
(перегной, навоз, торф).
Рисунок 12.2.3.4. Искусственные биогеоценозы
12.3. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
12.3.1. Биосфера Земли
В эру научно-технического прогресса особое значение приобретают знания о
жизненных процессах на Земле в целом. Важную роль в этих процессах играют
живые организмы. За миллиарды лет, прошедшие с момента образования нашей
планеты, они наполнили атмосферу кислородом и азотом, очистили её от углекислого
газа, сформировали отложения известняка, нефти, природного газа. В процессе
эволюции на Земле образовалась особая оболочка - биосфера (греч. bios
«жизнь»). Этот термин первым ввёл в 1875 году Эдуард Зюсс, а учение о
биосфере было создано в 1926 году Владимиром Вернадским. В основе учения
Вернадского лежат представления о планетарной геохимической роли живого вещества и о
самоорганизованности биосферы.
Биосфера, по Вернадскому, - земная оболочка, область существования живого
вещества. Она включает в себя не только живые организмы, но и изменённую ими
среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического
происхождения и т.п.).
Биосфера является одной из геологических оболочек Земли или геосфер. На
Земле также различают литосферу - твёрдую наружную оболочку Земли, состоящую
из осадочных пород и расположенных под ними гранитов и базальтов, гидросферу,
включающую в себя все океаны, моря, озёра и реки, и атмосферу - газовую обо-
лочку Земли. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой
атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными
круговоротами веществ и энергии. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км)
ограничен высокой температурой земных недр, верхний предел (20 км) - жёстким
излучением ультрафиолетовых лучей (всё, что находится на высоте ниже 20 км,
защищено от губительного излучения двадцатикилометровым озоновым слоем). Тем
не менее, на границах биосферы можно найти, в основном, лишь микроорганизмы
(обычно в виде спор); наибольшая же концентрация биомассы наблюдается у
поверхности суши и океана, в местах соприкосновения оболочек. Организмы,
составляющие биосферу, обладают поразительной способностью к размножению и
распространению по планете.
Атмосфера
45
о*
О
О
S
174
Стратосфера
Озоновый слой
Тропосфера
Рисунок 12.3.1.2. Геосферы Земли
Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4-1012 т (около 0,01 %
массы всей биосферы) . 97 % из этого количества занимают растения, 3 % -
животные . В настоящее время на Земле известно несколько миллионов видов живых
организмов .
В учении о биосфере выделяют следующие основные подходы:
• энергетический (связь биосферных явлений с космическим излучением
(прежде всего, излучением Солнца) и радиоактивными процессами в недрах
Земли) ;
• биогеохимический (роль живого в распределении атомов в биосфере);
• информационный (принципы организации и управления в живой природе);
• пространственно-временной (формирование и эволюция различных структур
биосферы);
• ноосферный (глобальные аспекты воздействия человека на окружающую
среду) •
Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на
Земле. В год до Земли доходит около 1024 Дж солнечной энергии; 42 % из неё
отражается обратно в космос, а остальное поглощается. Другим источником энергии
является тепло земных недр. 20 % энергии переизлучается в мировое
пространство в виде тепла, 10 % расходуется на испарение воды с поверхности Мирового
океана. Зелёные растения преобразуют в процессе фотосинтеза около 1022 Дж в
год, поглощают 1,7 • 108 т СОг, выделяют около 11,5 • 107 т кислорода и испаряют
1,6-1013 т воды. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому
накоплению углекислоты в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в её нынешних
проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходит почти
такое же по масштабам окисление органических веществ в процессах дыхания и
разложения .
В организмах содержатся все известные сегодня химические элементы. Если
некоторые из них (водород, кислород, углерод, азот, фосфор и другие) являются
основой жизни, то другие (рубидий, платина, уран) имеются в организмах в
очень малых количествах. Организмы участвуют в миграции химических элементов
как прямо (выделение кислорода в атмосферу, окисление и восстановление
различных веществ в почвах и гидросфере), так и косвенно (восстановление
сульфатов, окисление соединений железа, марганца и других элементов). Биогенная
миграция атомов вызвана тремя основными процессами: обменом веществ, ростом и
размножением организмов. Огромную роль в биогеохимической активности играет
человек, извлекая ежедневно в ходе добычи полезных ископаемых миллиарды тонн
горной породы. Влияние человека на глобальные геохимические процессы с каждым
годом только растёт.
12.3.2. Природные зоны
Расположение экологических сообществ на Земле носит ярко выраженную
зональную структуру, связанную с изменением тепловых условий (прежде всего, потока
солнечной энергии) на различных широтах. Природные зоны вытянуты в широтном
направлении и сменяют друг друга при движении по меридиану. Собственная,
высотная, зональность формируется в горных системах; в мировом же океане хорошо
просматривается смена экологических сообществ с глубиной. Природные зоны
тесно связаны с понятием ареала - области распространения данного вида
организмов . Изучением закономерностей распределения биогеоценозов по поверхности
Земли занимается биогеография.
Земная суша разделена на 13 основных широтных поясов: арктический и
антарктический, субарктический и субантарктический, северный и южный умеренные,
северный и южный субтропические, северный и южный тропические, северный и южный
субэкваториальные, экваториальный.
Рассмотрим основные биогеографические зоны суши. Территорию вокруг полюсов
охватывают холодные арктические (в Южном полушарии - антарктические) пустыни.
Они отличаются крайне суровым климатом, обширными ледниковыми покровами и
каменистыми пустынями, неразвитыми почвами, скудостью и однообразием живых
организмов. Животные арктических пустынь связаны, в основном, с морем - это бе-
лый медведь, ластоногие, в Антарктиде - пингвины.
Открытый океан
Континентальный шельф
Пески, скалы, льды
Пустыни и полупустыни
Дождевые леса
Саванна
Поля и сады
Тайга
Степи и прерии
Редколесья
Тундра
Сезонно влажные леса
Ш ир ок о л и ств е н н ы е л е с а
Сухие вечнозеленые леса
Болота
Озера и реки
Устья рек
К ор ал л ов ы е р и ф ы
Зоны подъёма
глубинных вод
2 3 4 5 %0 500 1500 г/м2тод 0 5 10 15 20 25%
Территория Первичная продукция Первичная продукция
Рисунок 12.3.2.1. Первичная продукция в различных природных зонах Земли
А Ср ед н ег од ов ая те мп ер ату р а, °С
Арктическая пустыня
Тундра
Тайга
Смешанный лес
Степи и прерии
Пустыня
Субтропический лес
Саванны и редколесья
Тропический
сезонно влажный лес
Тропический
постоянно влажный лес
50 100 150 200 250 300 350 400 450
Среднегодовое количество осадков, см
Рисунок 12.3.2.2. Количество осадков и среднегодовая
температура в различных участках суши
Рисунок 12.3.2.3. Приполярные районы Земли. Слева направо:
арктическая пустыня (Гренландия), тундра (Якутия), лесотундра (Хибины)
Южнее арктических пустынь расположена тундра (фин. tunturi «безлесная
возвышенность») ; в Южном полушарии тундра представлена лишь на некоторых
субантарктических островах. Холодный климат и почвы, подстилаемые вечной
мерзлотой, определяют здесь преобладание мхов, лишайников, травянистых растений и
кустарничков. Южнее появляются небольшие деревца (например, карликовая
берёза) , и тундра сменяется лесотундрой. Фауна тундры достаточно однородна и
скудна: северные олени, песцы, лемминги и полёвки, а также обширные птичьи
базары. Из насекомых обильны комары. Большинство позвоночных с наступлением
зимы покидают тундру (откочёвывают или улетают в более тёплые края). Вблизи
морей и океанов тундра и лесотундра сменяются зоной океанических лугов.
Южнее лесотундры начинаются леса умеренной зоны; сначала хвойные (тайга),
затем - смешанные, и наконец, широколиственные (Южный умеренный пояс
практически полностью покрывает мировой океан). Умеренные леса занимают громадные
территории в Евразии и Северной Америке. Климат здесь уже значительно теплее,
и видовое разнообразие больше в несколько раз, чем в тундре. На подзолистых
почвах доминируют крупные деревья - сосна, ель, кедр, лиственница, южнее -
дуб, бук, берёза. Среди животных распространены хищные (волк, лиса, медведь,
рысь), копытные (олени, кабаны), певчие птицы, отдельные группы насекомых.
Рисунок 12.3.2.4. Природные зоны умеренных поясов. Слева
направо: тайга (Саяны), широколиственный лес (Красноярский край),
степь (Ставрополье), пустыня (Гоби)
Зону умеренных лесов сменяют лесостепь и затем степь. Климат становится
теплее и засушливее, среди почв наибольшее распространение получают чернозёмы и
каштановые почвы. Преобладают злаки, среди животных - грызуны, хищные (волк,
лисица, ласка), хищные птицы (орёл, ястреб), пресмыкающиеся (гадюки, полозы),
жуки. Большой процент степей занят сельскохозяйственными угодьями. Степи
распространены на Среднем западе США, на Украине, в Поволжье и Казахстане.
Следующей за степью зоной является зона умеренных полупустынь и пустынь
(Средняя и Центральная Азия, западная часть Северной Америки, Аргентина).
Пустынный климат характеризуется малым количеством осадков, большими
суточными колебаниями температуры. Водоёмы в пустынях, как правило, отсутствуют;
лишь изредка пустыни пересекают крупные реки (Хуанхэ, Сырдарья, Амударья).
Фауна отличается достаточным разнообразием, большинство видов приспособлены к
обитанию в засушливых условиях.
При приближении к экватору умеренный пояс сменяют субтропики. В прибрежной
полосе (северное побережье Средиземного моря, южный берег Крыма, Ближний
Восток, юго-восток США, крайний юг1 ЮАР, южное и западное побережья Австралии,
Северный остров Новой Зеландии) распространены вечнозелёные субтропические
леса; вдали от моря находится лесостепь (в Северной Америке - прерии), степь
и пустыни (последние - в Южной Австралии, на южном побережье Средиземного
моря, в Иране и Тибете, Северной Мексике и западной части ЮАР) . Животный мир
субтропиков характеризуется смешением умеренных и тропических видов.
Рисунок 12.3.2.5. Субтропические пояса. Слева направо:
вечнозелёный лес (Абхазия), прерии (Небраска), пустыня (Каракумы)
Рисунок 12.3.2.6. Тропические пояса. Слева направо: лиственный
лес (Коста-Рика), вельд (Южная Африка), пустыня (Намибия)
Тропические влажные леса (Южная Флорида, Вест-Индия, Центральная Америка,
Мадагаскар, Восточная Австралия) в значительной степени распаханы и
используются под плантации. Крупные животные практически истреблены. Западный
Индостан, Восточная Австралия, бассейн Параны в Южной Америке и Южная Африка -
зоны распространения более засушливых тропических саванн и редколесий. Самая
же обширная зона тропического пояса - пустыни (Сахара, Аравийская пустыня,
Пакистан, Центральная Австралия, Западная Калифорния, Калахари, Намиб,
Атакама) . Огромные пространства галечных, песчаных, каменистых и солончаковых
поверхностей здесь лишены растительности. Животный мир малочисленен.
Субэкваториальные влажные леса сосредоточены в долине Ганга, южной части
Центральной Африки, на северном побережье Гвинейского залива, северной части
Южной Америки, в Северной Австралии и на островах Океании. В более засушливых
районах их сменяют саванны (Юго-Восточная Бразилия, Центральная и Восточная
Африка, центральные районы Северной Австралии, Индостана и Индокитая).
Характерные представители животного мира субэкваториального пояса - жвачные
парнокопытные , хищники, грызуны, термиты.
Рисунок 12.3.2.7. Субэкваториальные и экваториальный пояса.
Слева направо: саванна (Танзания), влажный лес (Южная Америка)
Ближе всего к экватору расположен экваториальный пояс (бассейн Амазонки,
Центральная Африка, Индонезия). Обилие осадков и высокая температура
обусловили здесь наличие вечнозелёных влажных лесов (в Южной Америке такой лес
называется гилеей). Экваториальный пояс - рекордсмен по разнообразию видов
животных и растений.
Похожие закономерности наблюдаются и в смене биогеографических зон в горах
- высотной поясности. Она обусловлена изменением температуры, давления и
влажности воздуха с увеличением высоты местности. Полного тождества между
высотными, с одной стороны, и широтными, с другой стороны, поясами, однако,
нет. Так, присущей типичной тундре смены полярных дня и ночи лишены её
высокогорные аналоги в более низких широтах, а также альпийские луга.
Наиболее сложные спектры высотных поясов свойственны высокогориям,
находящимся близ экватора. К полюсам уровни высотных поясов снижаются, а их
разнообразие уменьшается. Изменяется спектр высотных поясов и при удалении от
берега моря.
Одни и те же природные зоны встречаются на разных материках, однако леса и
горы, степи и пустыни имеют свои особенности на различных континентах.
Различаются и растения и животные, приспособившиеся к существованию в этих
природных зонах. В биогеографии выделяют шесть биогеографических областей:
• Палеарктическая область (Евразия без Индии и Индокитая, Северная Афри-
ка) ;
Неарктическая область (Северная Америка и Гренландия);
Восточная область (Индостан и Индокитай, Малайский архипелаг);
Неотропическая область (Центральная и Южная Америка);
Эфиопская область (практически вся Африка);
Австралийская область (Австралия и Океания).
3000 м
А
Уровень
моря
Полярные
льды
Альпийские
луга
Тайга
Смешанный
лес
Тропический
лес
Рисунок 12.3.2.8. Высотная поясность
Рисунок 12.3.2.9. Вода.
риф, поверхность озера
Слева направо: коралловый
Живые организмы населяют не только сушу, но и Мировой океан. В океане
обитает порядка десяти тысяч видов растений и сотни тысяч видов животных (в том
числе более 15 тысяч видов позвоночных). Растения и животные заселяют в
мировом океане две сильно отличающиеся друг от друга области - пелагиаль
(поверхностные слои воды) и бенталь (морское дно) . Широтные зоны хорошо выражены
только в приповерхностных водах океана; с увеличением глубины влияние солнца
и климата уменьшается, а температура воды приближается к характерным для
толщи океана +4 °С.
Верхняя
граница
прилива
Нижняя
граница
прилива
Субтидаль
Батиаль
Абиссаль
А ад ал ь
Литораль
□ Эпипелагиаль □ Мезопелагиаль
Батипелагиаль
Гл у б и на Те мп ер ату р а
200 м 20°
1000 м 4-20°
2000 м 4°
4000 м 4°
Хадопелагиаль
А б и с с о п ел аг и аль
Рисунок 12.3.2.10. Вертикальная поясность в Мировом океане
Пелагиаль - толща воды океанов, морей и озёр - делится на вертикальные зоны
по освещённости (хорошо освещенная, сумеречная и лишённая света) и по
распределению жизни (поверхностная, переходная и глубоководная). Для пелагических
организмов характерны схожие приспособления, обеспечивающие плавучесть. Они
разделяются на пассивно плавающих на поверхности воды (плейстон: саргассовые
водоросли, сифонофоры и др.) или в её толще (планктон) и на активно плавающих
организмов, способных противостоять силе течения (нектон: рыбы, кальмары,
водные змеи и черепахи, пингвины, китообразные, ластоногие, а также крупные
ракообразные). Нектон отличает вытянутая форма тела с наименьшим лобовым
сопротивлением воды при движении.
Растительные пелагические организмы (фитопланктон: в основном, зелёные и
диатомовые водоросли) - основные продуценты органического вещества в океане.
Фитопланктон наиболее распространён в местах выноса с глубины или стока с
суши питательных веществ - фосфатов и нитратов. Потребность в солнечной энергии
ограничивает их распространение до глубины в 50-100 м. Зоопланктон
(ракообразные, простейшие, медузы и гребневики, личинки различных животных) можно
встретить и на большей глубине. Тропические районы океанов, удалённые от
суши , наиболее бедны по количеству видов. Остатки пелагических организмов
участвуют в образовании донных осадков.
Население дна - бентос - также распределено по глубинным поясам. Среди
растительных организмов распространены бурые, красные, диатомовые и зелёные
водоросли; у берега пресноводных водоёмов встречаются и цветковые растения
(тростник, камыш, кувшинка, элодея и другие). Морской зообентос представлен,
главным образом, фораминиферами, губками, коралловыми полипами, многощетинко-
выми червями, сипункулидами, моллюсками, ракообразными, мшанками, иглокожими,
асцидиями и рыбами. Особенно многочисленны обитатели мелководий; их
количество может доходить до десятков килограммов на 1 м2 поверхности. Пресноводный
зообентос гораздо беднее: в основном, это простейшие, кольчатые черви,
моллюски, личинки насекомых и рыбы.
12.3.3. Эволюция биосферы
Биосфера не является статичным, неизменным объектом; с течением времени она
эволюционирует. Важным фактором этой эволюции являются сами живые организмы.
С момента своего возникновения они расширяли границы биосферы, изменяли её
состав. В результате их деятельности за миллиарды лет появились горные породы
и полезные ископаемые органического происхождения, полностью преобразована
атмосфера Земли (в то числе образован озоновый экран, защищающий всё живое на
Земле от губительных ультрафиолетовых лучей), постоянно менялся рельеф
местности .
□ Водяной пар
□ Азот
□ Метан и водород
■ Аммиак
□ Углекислый газ
□ Кислород
#
0)"
О»
X
ГС
О»
О
О
О млрд лет
Рисунок 12.3.3.1. Изменения в составе атмосферы Земли
Значительные изменения биосфера претерпела с момента появления человека.
Бурное развитие промышленности, науки и техники за несколько столетий -
геологически ничтожный отрезок времени - способствовало значительному ускорению
миграции атомов. Человек создал тысячи новых пород и сортов, истребил многие
виды диких животных и растений, извлёк из земной коры миллиарды тонн полезных
ископаемых; в результате его деятельности образовались новые озёра -
водохранилища - и искусственные реки - каналы, на огромных площадях природные
экосистемы сменились искусственными. Деятельность человечества, ничтожного по
своей биомассе, оказывает влияние на состав земных океанов и атмосферы. Сейчас
уже можно сказать, что человек, овладев громадной энергией, сам является
мощнейшим фактором эволюции биосферы. Владимир Вернадский предполагал, что
человечество должно создать новую оболочку Земли - ноосферу (греч. noos -
«разум») , рассматриваемую в качестве некого мыслящего пласта над биосферой.
Человечество не всегда разумно использовало находящиеся в его распоряжении
ресурсы. Не зная многих закономерностей природы, человек часто не
представляет последствий своей «победы» над природой. Некоторые государства древнего
мира исчезли с лица земли в результате хищнического отношения к природе:
истощения почв и вырубки лесов. Вырубка лесов вызывает иссушение и эрозию поч-
вы, приводит к увеличению количества наводнений и селевых потоков в горах,
сказываются на местном и глобальном климате.
С*
Рисунок 12.3.3.2. Загрязнение промышленными
предприятиями окружающей среды в настоящее время приобретает
катастрофический характер
Деятельность человека приводит к сокращению запасов чистой воды.
Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды зачастую без должной очистки,
загрязняя окружающие водоёмы токсичными химическими соединениями.
Гидроэлектростанции и плотины мешают нормальной миграции речных рыб. Двигатели внутреннего
сгорания в автотранспорте, заводы, тепловые электростанции выделяют в
атмосферу вредные вещества. Появление новых городов и накопление промышленных
отвалов уменьшает площадь лесов и лугов, поддерживающих концентрацию кислорода
в атмосфере на необходимом для жизни уровне. Безответственное использование
атомной энергии приводит к загрязнению окружающей среды радиоактивными
веществами, вызывающими раковые заболевания.
Увеличение численности населения земного шара (в настоящее время на Земле
проживает уже более шести миллиардов человек) может в ближайшее время
привести к обострению продовольственной проблемы. В докладах Римского клуба -
международной организации, занимающейся исследованием глобальных проблем,
затрагивающих сами основы существования человека, - прогнозируется кризис
энергетических и пищевых ресурсов уже в середине XXI века. Одна из задач биологии -
обеспечить человечество питанием. В настоящее время для этого проводятся
разнообразные исследования по увеличению продуктивности существующих агроцено-
зов, выведению новых пород животных и сортов растений, использованию морских
плантаций в сельском хозяйстве, применению последних достижений генной
инженерии и микробиологии.
Полёты человека в космос привели к созданию новой отрасли биологии -
космической биологии. Помимо исследования возможной жизни на других планетах и в
открытом космосе перед этой наукой ставится много проблем прикладного
характера: обеспечение человека условиями, необходимыми для жизни в космосе,
защита от радиации, проблема приспособления человеческого организма к невесомости
и малой подвижности. Многие из этих проблем уже решены.
В настоящее время во всём мире возникла необходимость наладить разумное
использование природных ресурсов. Нужна охрана атмосферы, водных ресурсов,
почвы, живой природы. Во многих государствах уже приняты законы об охране
природы; промышленные, строительные и сельскохозяйственные учреждения обязаны
учитывать баланс природных ресурсов и возможные последствия нарушения равновесия
природных явлений. Созданы так называемые «красные книги» - списки редких и
исчезающих видов животных и растений. Во всём мире появилось большое
количество экологических организаций, занимающихся охраной окружающей среды;
наиболее известной среди них является «Greenpeace» («Гринпис» - зеленый мир).
Важную роль в охране природы играют заповедники - территории (акватории),
на которых в первозданном, естественном состоянии сохраняется весь их
природный комплекс. На территории заповедников запрещена хозяйственная
деятельность , доступ посторонних людей. В природных национальных парках, в отличие
от заповедников, регулярно проводятся туристические экскурсии. Заповедники и
национальные парки создаются, как правило, в местах с уникальными
экологическими системами. В настоящее время в одной России больше 100 заповедников и
национальных парков. Наиболее известные из них - Баргузинский, Ильменский,
Астраханский, Лосиный остров, Кедровая Падь. Широко известны также Аскания-
Нова на Украине, Беловежская Пуща в Беларуси. Количество национальных парков
в мире превысило 1200; среди них Йеллоустонский, Гранд-Каньон, Маунт-Мак-
Кинли (США), Олимп, Парнас (Греция), Комодо (Индонезия), Маунт-Кения (Кения),
Серенгети, Килиманджаро (Танзания), Виктория-Фоле (Зимбабве), Крюгер (ЮАР),
Тонгариро (Новая Зеландия) и многие другие.
Рисунок 12.3.3.3. Охраняемые территории. Слева направо:
Беловежская пуща (Белурусь), Йеллоустон (США), Нгоронгоро (Танзания),
Галапагосские острова (Эквадор)
Серьёзной проблемой являются глобальные климатические изменения в биосфере.
Некоторые химические вещества (например, фреон), выбрасываемые в атмосферу,
приводят к разрушению озонового слоя. В настоящее время над Антарктидой и
некоторыми арктическими регионами постоянно существуют зоны, в которых озоновый
слой либо значительно тоньше нормы, либо отсутствует вообще.
Какая-то доля солнечной радиации достигает поверхности Земли; часть её
переизлучается обратно в атмосферу уже в виде более длинноволнового инфракрас-
ного излучения. Природный парниковый эффект обеспечивает поддержание
температуры Земли примерно на 33° выше той, которая бы наблюдалась при его
отсутствии. Выброс в атмосферу углекислоты и других газов, а также твёрдых частиц
вызывает техногенный парниковый эффект, в результате чего повышается
среднегодовая температура воздуха. Повышение температуры даже на несколько градусов
может привести к таянию полярных льдов и затоплению океанических побережий, в
том числе густонаселённых регионов Западной и Восточной Европы, Индостана,
Южной Америки. Впрочем, 7 миллиардов тонн С02 в год, выбрасываемых в воздух
при сжигании топлива, - небольшая величина по сравнению с 200 миллиардами
тонн диоксида углерода, образующегося естественным путём в процессах дыхания
и гниения, а повышение средней температуры на 0,5 ° С за последние сто лет
можно объяснить и другими причинами (например, изменяющейся солнечной
активностью) . Тем не менее, глобальные климатические изменения, вызванные
деятельностью человека, - это проблема, к исследованию которой необходимо подходить
со всей ответственностью.
Рисунок 12.3.3.4. Динамика концентрации С02 и
среднегодовой температуры атмосферы Земли
Литпортал
СУДЬБА КОЩЕЯ
Александр Тюрин
Ясень я знаю
По имени Игдрассиль,
Древо жизни, омытое
Влагою мутной,
Росы с него,
На долы нисходят,
Над источником судьбы Урд
зеленеет он вечно.
«Прорицание вельвы»
Она его за
хардвер полюбила
- Ларец на дубу, яйцо в ларце..., - сказала она и ее пухлые губы задрожали.
- Я это уже слышал. Дальше, дальше-то что? - его голос был тверд, хоть
дрова им руби.
- Ты мне ломаешь волю, в отличие от него, - она сбилась на шепот.
- Я тебе не только волю, но и еще кое-что сломаю, - он сразу понял, что
переборщил и заговорил с медово-бархатными обертонами. - Но мы же с тобой все
заранее спланировали, Марьюшка. А сейчас время теряем, драгоценное системное.
И другие ресурсы. Он же тебя к сожительству принуждал, сама говорила.
- Не принуждал, а предлагал. Потому что он - одинокий. И если я
отказывалась, то сразу переводил разговор на другое... Ну, хорошо, хорошо, Свет-
Иванушка . Игла в яйце. А в игле, как и полагается, смерть, - она смахнула
слезу расписным платочком. - Он добрый со мной был, чудесами развлекал, почти
не неволил. Пообещай мне, что он хоть мучиться не будет.
- Мучиться не будет, - охотно подтвердил Иван-царевич. - Если не станет
брыкаться.
Его накачанная рука легла на мощный лук из турьего рога. Его посвист собрал
отряд благодарных животных. Среди них особенно выделялся Заяц с подлыми
человеческими глазами.
- Равняйсь-смирно. Отряд построен, - доложил Заяц.
- Вольно, - Иван-царевич обошел строй благодарных животных, сканируя
бдительным взглядом выражения мохнатых морд. - Ежели кто струсит, будет иметь
дело лично со мной, причем наедине. Вы все у меня условно живые. Кто не
понял, выйти из строя. Желающие подискутировать есть? Желающих нет. Тогда
вперед.
Через полчаса все было кончено. Щука, вынырнувшая из пучины морской,
поспешно вложила в жилистую руку Иван-царевича иглу с кощеевой жизнью.
- Такая маленькая штучка, - Иван-царевич аккуратно почти нежно провел
грязным ногтем по игле. - Ну что ж, раз дал слово не мучить, придется сдержать.
Хотя, в принципе, я не против пыток, когда они уместны.
Он взял иглу посредине. Прежде чем сломать, еще раз поднес к глазам.
Сладострастная улыбка заползла еще дальше на его левую щеку. Иван-царевич поднял
иглу чуть повыше, чтобы она засияла в солнечных лучах, и насладившись ее
беззащитностью, легко переломил пополам своими крепкими пальцами.
А обе половинки бросил в сточную канаву. Наверное, из-за обуревавших его в
этот момент мечтаний и надежд (грохну папу-царя, сам сяду на трон, шапку-
монамашку будут носить набекрень), не заметил Иван-царевич легкий бурунчик,
появившийся на поверхности грязи.
Подождал витязь. И ничего. Улыбка сползла с левой щеки. Тучи занавесили
солнце, наступила поздняя осень.
Кощей Бессмертный остался в живых, по крайней мере, никакого страшного
предсмертного вопля ни в одном диапазоне.
А вот у лукоморья, сбивая птиц, разнесся страшный матерный крик Иван-
царевича .
Восставший из бака
Прошло три кольцевых года, с тех пор как тридевятое царство было отключено
от каналов гуманитарной колдовской помощи. Этого вполне хватило для того,
чтобы некогда славная волшебная мельница Сампо заросла наноплесенью, а цеха
завода "Серп Фрейи и молот Тора" превратились в тухлые отстойники. Даже
большинство золотых букв из вывески "Добро пожаловать в тридевятое царство" отва-
лилось от небосвода. Так что при торжественном подъеме солнышка ясного по
утрам виднелось только: "о жало дев".
Какое-то время здесь еще суетились мерлины из гильдии "Сыны богини Дану",
но у них были проблемы с первоэлементами, поэтому они свалили, забыв даже
внести арендную плату местному князю тьмы. Больше охотников использовать Сам-
по не нашлось. Особенно после того, как благородные сиды устроили здесь
зачистку местности от еретиков из секты Mathematical Way1.
Дед, хозяин низкопробного кабака, вытащил из теплого уголка гоблина по
имени Репа (тот был по формату неудачным унтертехом) и велел вынести мусор,
скопившийся за последние кольцесутки.
Чемоданного вида карла навьючил мешки со всякой дрянью на свои широкие
армированные нанотрубками плечи и отправился на свалку.
Было конечно темно, но тепловидящий Репа не нуждался в свете. По лени своей
он быстро нашел свободное местечко поближе к воротам и сгрузил мешки,
распугав стайку диких коловертышей, занимавшихся здесь платонической любовью.
На несколько секунд его внимание заняла какая-то искорка - в отстойнике,
забитом списанными биокомпьютерами марки "Колобок". Но Репа не умел
концентрироваться. Его операционная система давно увязла в бессмысленных
вычислениях, и, немного подождав наладчика Жучку с "мышкой", он потащился обратно...
Меж тем искорка, похожая на обломок иголки, не собиралась гаснуть, напротив
разгоралась ярче и ярче. Коловертыши неотрывно смотрели на то, что происходит
в отстойнике. Они, воспринимающие тепло не хуже чем свет, видели как в
глубине ямы самозарождается Нечто. Внезапно из скисшего теста вынырнуло два
красных глаза, еще бездумных, но уже способных фокусировать щелевидные зрачки.
Коловертыши с визгом попятились назад, когда взгляд демона упал на них, а
потом и вовсе бросились наутек.
Потому что Он уже вставал из нечистот. С его когтей и клыков тянулась
слизь. Из горла выходило сипение. Из тощего живота, прилипшего к спинному
хребту, - злое голодное урчание.
Его звали Кощей Бессмертный.
На языке сидов - Кэш.
Тип - наноконструкт.
Класс - техманн.
Модель - Immortality Cyberozoa2.
Основная функция - нанесение ущерба. Так, по крайней мере, значилось в
учебнике "Темные силы" для юных сидов и эльфов.
В гостях у сказки
Водопад без имени разбивался о камни, которые когда-то были Калиновым
мостом. В незапамятные времена здесь регулярно сходились для битвы богатыри и
Змеи Горынычи, пока мост не сломался под тяжестью вооружений. Но и сегодня
можно было перебраться на другой берег реки под красивой радужной аркой,
обосновавшейся в водяной пыли.
Правда, в потоке и по сей день жили демоны-маньи со стопроцентно
смертоносным интерфейсом, поэтому даже омывать в нем сапоги не стоило.
На другом берегу Кощея встречал крутой склон и плакучие ивушки, которые
энергично пожаловались на грусть-тоску.
Закинув меч-кладенец за спину, Кощей стал карабкаться на кручу, чувствуя с
каждым рывком, как становится холоднее его голубая васкулоидная кровь.
1 Математический путь (англ.). В переносном смысле - точный, рассчитанный план.
Возможно намек на то, что наука (в частности физика) пошла математическим путем.
2 Бессмертное кибернетическое существо (лат.).
Враги были все ближе. И хотя они затоптали всю сеть раннего оповещения,
состоящую из разумных подберезовиков, Кощей уже слышал их запахи и вращающимися
раковинами ушей ловил звуки, похожие на треск сгорающей бумаги.
Уже не успеть. Вот и они - трое крепких бритоголовых эльфов с руной "гибор"
в виде двух молний на лбу. Они вряд ли увидят в нем личность, поэтому будут
убивать медленно и со вкусом. Впереди этот самый - лжецаревич. Какой он там
Иван, даже сапоги на нем эльфовские, под полнооборотные суставы. За голенищем
отвертка для пыток. Отрабатывать одежку и харчи этот тип будет по полной
программе . Он и переправу показал.
Кощей понял, что пока он под прикрытием метакристаллических ивушек, эльфы
не видят его. Но стоит ему только вскарабкаться повыше и он засветился -
вороги запросто снимут его из своих мощных роговых луков. Пусть эльфы и мазилы,
но стрелы их каленые сами наводятся.
Сами-то вороги уверены в своей незримости. Шапки-торсионки и в самом деле
неплохи, хотя все же пропускают терагерцевое излучение.
Алгоритм еще не тупиковый, но с сюжетом сегодня что-то странное творится.
Эльфы слишком просто взяли его след, хотя недалеко от переправы он метнул
колдовской гребень и встал Железный Лес - наноплант с весьма неприятными
колюще-режущими свойствами. Может, это слепые Норны над источником Урд наплели
чего-то не того? Может, они не только слепые, но и морально неустойчивые?
Из щели в камнях появилась сморщенная мордочка нечисти. Класс "кикимора".
Внешний вид - деловая старушка восьмидесяти лет. Она кого-то напоминала,
вероятно Матильду Ивановну из позапрошлой жизни. Укусит - не укусит? А может и
просто брызнуть токсинами от испуга.
Кощей хотел было сотворить знак функции Finalize3, но передумал.
- Мы с тобой одной фазы, - ласково сказал он и сменил окраску с
маскировочно-пятнистой на приятное хаки. - Я такой же, как и ты, неладный.
Она моргнула - веки у нее напоминали шторки фотоаппарата, а третий глаз
вообще сполз куда-то набок. Непорядок с файлом конфигурации, что ли. Да и
речевой интерфейс явно не предусмотрен.
- Запомни, милочка, оба мы - непонятые прогрессивной общественностью...
Когда выпутаюсь, обещаю помочь с интерфейсами, звуковую карту поставим - я все-
таки из аристократов нижнего мира... Но сейчас возьми это.
Теперь Кощей держался за каменистую кручу только когтями и личпучками
правой руки. Левой же достал из межреберного отсека светопоглощающий предмет.
Попутно заметил, как еще посветлела васкулоидная кровь, текущая по
полупрозрачным металлорганическим сосудам. Запаса жизненной силы надолго не хватит.
- Только никому не отдавай. В ларце - утка, в утке яйцо, в яйце - игла. В
игле - коды. Обойдемся без подробностей, ты ж у нас университетов пока не
кончала, разве что лесную школу для мелкой нечисти.
Что-то кольнуло указательный палец рядом с когтем, почувствовалась легкая
чуть сладковатая боль. Цапнула все-таки кикимора.
Кощей взглянул на крохотную рану в кремнийорганической коже. Кровь уже
сгустилась , заткнув пробкой дырку. Посмотрел и внутренним взглядом. Тоже ничего
особенного. А ведь кикимора может, при желании, запросто оттяпать полруки.
Значит это что-то типа поцелуя...
Оттолкнувшись рычагами всех конечностей, Кощей полетел навстречу ворогам.
Его мономолекулярный клинок был невидим, но рассекая податливый воздух,
оставлял термальный след...
Кощею нравилось открытое столкновение, пляска с лезвиями, упоение боем, и
кристаллический покой посреди схватки, преодоление энтропийной ловушки - имя
которой смерть, решение уравнений судьбы со многими неизвестными...
3 Придавать окончательную форму (англ) - компьютерный термин.
Первого эльфа Кощей специально не убил сразу, только ранил, полоснув по
ляжке. Теперь тот мешал своим товарищам, молился Водану, хрипел: "Hilfe4",
махал руками, пытаясь сохранить равновесие. Ухватившись за раненного, Кощей
прыгнул на второго эльфа, в коротком махе сбил его с камня. И тогда уже
оттолкнулся от первого эльфа.
Баллистическое уравнение было решено Кощеем правильно. Эльф улетел в
шипящий поток, а Кощею удалось достать ногой третьего здоровяка на верхнем
уровне. Впечатал ему каблук прямо в руну "гибор". Здоровяк свалился в поток и был
распотрошен маньями, прежде чем успел подумать, какой стиль плавания ему
выбрать . Из реки лишь ненадолго выглянул полиуглеродный череп с помаргивающими
оптическими волокнами. А Кощей побалансировал на камне размером десять на
десять, и удержался.
Лжецаревич пробовал удрать, но Кощей настиг его в три прыжка. Засапожная
отвертка перекочевала в руку мстителя, которая воткнула пыточный инструмент в
затылок предателю и повернулась десяток раз. Из вскрытой черепной коробки
недруга полетели искорки микросхем.
Никакой жестокости, обычная педагогика для тех, кто еще захочет предать
наше славное тридесятое царство-государство.
Все?
Нет, не все.
С берега на Кощея смотрел заяц с подлыми человеческими глазами.
- Вот он, вот он, нечистый! Da stehts er, meine Herren5!
Ну что ж, драка продолжается. По склону противоположного берега спускался
еще десяток эльфов в шкурах с управляемой зеркальностью...
Но внезапно мир замер и погас.
Танго и Кэш
Наступила ночь. Посреди ночи зажегся ослепительный золотой нимб. Внутри
него левитировал инквизитор, с опущенным доминиканским капюшоном, с портфелем,
в котором, наверное, лежали самозатачивающиеся инструменты дознания, с
крючковатыми пальцами, которыми трудно гладить, но легко передавливать
пневмопроводы . Был он массивный, сгорбленный - такой в темноте и за гоблина сойдет.
- Ну, как, меня хорошо видно? - спросил инквизитор. По интонациям было
трудно догадаться, шутит он или нет.
На невидимую в оптическом диапазоне колесницу, на которой гордо возвышался
горбатый инквизитор, вступил с виноватым видом Кощей, зажимая рукой мерцающую
ссадину на лбу.
- Здравствуйте, Кэшью, - голос инквизитора пока не был тронут
пренебрежением или злорадством. Идеальная вежливость, воплощенная в акустических
колебаниях.
- Меня зовут Кэш. Или Кощей.
- Важно лишь то, как зовут меня. Инспектор Танго, лицензионная служба Змея
Ананты, которую некоторые из вас называют Инквизицией. Где ларец с вашей
жизнью?
- Не знаю. Вы ж так внезапно терминировали все процессы. А почему она вас
интересует ?
Танго не торопился отвечать.
- Вы родились в человеческом формате еще до киберозойской эры. Среди кащеев
бессмертных вы - долгожитель.
4 В данном случае, скорее всего, сокращение от Half-Life («период полураспада») —
компьютерная игра в жанре научно-фантастического шутера.
5 Потому что он носил, господа (нем.).
- Оправдываю название, ваше преподобие.
- А мне кажется, что налицо аномалия. "Игла со смертью" - официальный
терминатор кащеевой жизни. После того, как она сломана, остается только
развешивать некрологи: "Ушел от нас дорогой товарищ, мы никогда не забудем длину его
когтей". А вам, Кэш, все непочем. Странно. Вы явно пережили самого себя. Вы -
антиквариат, доставшийся нам от переходного времени, когда было принято,
извиняюсь, колоть орехи задницей и считать это за добродетель. И вы, увы, тот
антиквариат, который не хочет смирно стоять на полке или спокойно лежать в
гробнице.
- Я всегда думал, что правоохранительные органы защищают право на жизнь, -
неуверенно сказал Кощей.
- Право на жизнь есть у светлых сил, - твердо парировал инквизитор. - А
кто, кстати, заказывал симуластан, это ваше тридесятое государство?
- Ваше Преподобие, по закону "О правовых гарантиях колдовства" я имею
полное право не называть заказчика.
- Имеете, конечно. Однако вы работали в неприспобленном помещении без
разрешения местного князя тьмы.
- Тридевятое царство по всем своим параметрам приспособлено для построения
тридесятого государства, которое на программном уровне наследует все исходные
общественные классы и политические партии. Кроме того, я работал для группы,
именуемой "Бабы-яги - за Русский дух". Социально-слабая группа, имеющая право
на льготы...
- Бабы-яги, - инквизитор на мгновение застыл, принимая сведения от диги-
тального магистра "Лойола" в свою инфосферу. - Лицензия на социальную
слабость не получена. Кроме того, они против свободы и демократии, зафиксированы
их связи с правыми радикалами из Йотунхейма, более того записаны их
антиправительственные заклинания и призывания финансового кризиса. Вы-то сами - член
этой банды?
- Никак нет, Ваше Преподобие.
- Почему же вы продаете ей реальность целого тридесятого государства без
предоплаты?
- Я не хочу отвечать на этот вопрос.
- Не хотите? В самом деле? - голосовой интерфейс инквизитора заиграл такими
издевательскими нотками, которых рядовому наноконструкту очень трудно
добиться . - Тогда, конечно, не надо. Кстати, по образованию вы ведь не мерлин.
Насколько мне известно, вы заканчивали не друидскую академию, а лишь студию
бальных танцев при ДК Железнодорожников, да и то в каком-то занюханном году.
- У меня есть лицензия на наносборку и нановегетацию, полиморфное оборотни-
чество и наложение объектно-ориентированных заклятий, - с максимальным
достоинством отвечал Кощей, хотя было ясно и безо всякого сканирования, что он
оправдывается скорее по инерции.
- Дорогая нечисть, у вас нет больше лицензии. Я изымаю ее до решения суда в
лице Ее Величества Медб.
Свет в конце тоннеля погас.
- Ее величество Медб? Тупая программа, которую сиды настраивают как хотят?
- А вот этого вам, Кэш, не следовало говорить и даже думать.
Включилось освещение. Крылатая колесница осталась, не было больше ни
речушки с маньями, ни водопада, ни радуги. Только фрагмент крутого берега, в
котором ковырялись помощники инспектора Танго - гномы разных размеров, вплоть до
нанометровых. Все еще ищут ларец.
Ну и в виде ландшафта - захламленный завод "Серп Фрейи и Молот Тора".
- Зря вы это сделали, Танго. Тридесятое государство встало мне в круглую
сумму! - глаза Кощея испускали жесткое рентгеновское излучение. - Вычисляющие
духи с сервера "Тринадцать чертей" потребовали с меня за моделирование целый
ящик с сжиженной жизненной силой. И услуги ифрита из библиотеки сказочных
алгоритмов тоже чего-то стоили. А еще приобретение лицензии на реку с маньями и
копирование благодарных животных, включая зайца-подлеца.
Не одним движением инквизитор не показал, что напрягся и ожидает нападения.
Лишь чуть-чуть приподнялся его капюшон, оголив знак Stop6 на месте лица.
- А не оттого ли он подлец, что вы его скопировали левым образом? Небось
потихоньку отсканировали, заманив в поле с лжекапустой?
- Некоторые оборотни в капюшонах уже дошутились. Как бы вам не оказаться
перед страшным судом Миноса и Радаманта за превышение полномочий, -
проскрипел Кощей, и в его разладившемся голосе наглядно смешались ярость и бессилие.
- Вы не следите за изменениями в законодательстве. Почитывайте на сон
грядущий последнее издание кодекса Хамурапи. То, что было возможно пять лет
назад благодаря адвокатам, всем этим бессовестным гремлинам, сегодня уже не
пройдет. Все, конец вашим чарам, вы больше не наноинженер и даже не ученик
колдуна.
Кощей сошел с колесницы и побрел куда-то по грязному цеху. Было ясно, что
ярость полностью выветрилась из его эмоциональной матрицы, искрошившись о
закаленную волю инспектора Танго. Плечи Кощея обвисли, гибкометаллические руки
бессильно свесились до пола, а из сафьянового противоминного сапога выпала
многоразовая туалетная бумага.
- Подберите, - распорядился Танго, - и не дай вам Сварог уйти в теневую
экономику. Не приведи вас Чернобог узнать, как мы умеем карать. Не то, что
какие-нибудь эльфы с нанозверинцем в немытой бороде. Они разве что на кол
посадят , да в рот расплавленного свинца нальют. . . Так что мой совет -
отдохните . Не надо никому ничего доказывать и строить из себя мачо. Идите на курсы
переквалификации. Из вас получится неплохой домовой или банник. Я вам и
мочалку подарю, импортную, со жгутиками.
Типичный
полет на орле
Он сотворил заклинание Open7, достаточное для любого рабского интерфейса и
перед ним открылся клюв орбитально-кольцевого орла - как ему показалось с
некоторой задержкой, каковая случается при проверке платежеспособности.
Впрочем, из левого орлиного глаза высунулась джинния, которая спросила с обычной
покорностью.
- Куда изволите, мой господин?
- Изволю на пятое Кольцо.
- Слушаю и повинуюсь.
Орел демонстративно взмахнул крылами. Сквозь попрозрачневший лоб птицы были
видны другие орлы, проносящиеся цепочкой огоньков вдоль сверхпроводящих
ветвей Игдрассиля, на которые намотались кольцевые миры Великого Змея. Где-то
далеко внизу была корневая система, уходящая в земной Океан. Где-то вверху -
светилась золотом Крона. Там проживают олимпийцы, дэвы, асы - как уж угодно,
короче вечно-счастливые важняки. Золотом отливают и рекламные облака наноста-
тиков.
"Нектар и амврозия - в одном флаконе от Артемида Фудз. Остерегайтесь
подделок . "
Олимпийцы вырастили древо жизни Игдрассиль (который тогда еще назывался
просто технополипом) и отстояли его в великой морской и космической битве
против земных флотов и эскадрилий. Олимпийцы создали Ананту, вселенского
6 В данном случае - Остановись (англ) - компьютерный термин.
7 Открыть (англ) - компьютерный термин.
Змея, который обвился своими кольцами вокруг древа жизни...
В самом деле, почему бы не отдохнуть? Завалить в садик японских лис,
примостившийся на террасе Фудзиямы, где рыжие тени будут ласкать тебя пониже
эмоциональной матрицы... А чай там отнюдь не теневой, с чайного зверя
собранный, по всем канонам приготовленный. Поправить жизненную силу, а уже потом
идти сдаваться чиновникам-троллям.
"Я - не злобный, не - темный, а просто заблуждающийся, я и заклинаний-то
никаких не знаю, пошлите меня на курсы переквалификации, вот уже и заявление
написал собственной кровью."
- Эй, джинния, сообрази-ка мне... желаю яблочка наливного откушать, - боже,
как иногда надоедает этот сюсюкающий стиль, но иного кибероболочка не
понимает .
Кресло покрылось корой, из подлокотника проросла веточка, завершившаяся
красным яблоком марки пджонатанп. На другой веточке выросла "антоновка".
- Если бы еще вкус соответствовал внешнему виду, - сварливо сказал Кощей,
впиваясь в "антоновку" и запасливо пряча пджонатанп в межреберный отсек.
Впрочем, критика здесь была неуместна, у яблочка наливного - отменный
вкусовой интерфейс.
Ближе к остановке джинния звонким пионерским голосом сообщила:
- О, мой повелитель. Ваш кошелек был облегчен на дюжину золотых дирхамов.
- Что, тварь?
Из-за закипающей ярости Кощей чуть не плюнул в карминовый ротик джиннии.
От любого злобного навья и диджигейста можно было с успехом защититься,
только не от демоницы, которая выуживает твои деньги так, как будто она - это
ты. Ведь у нее прямой доступ к твоему счету в Тролль-банке.
- Ты же никогда не брала с меня ни дирхама за это.
- Не брала, мой господин, даже медяка не брала. Вы были членом гильдии
младших мерлинов, с соответствующей харизмой, а с четырнадцати часов сего
кольцевого дня таковым больше не являетесь.
Орел, как будто с каверзным опаздыванием, распахнул свой клюв и пассажир,
все же сплюнув едкой желчью, вышел. Птица не осталась в долгу. Нарочито резко
взмыв в воздух, обдала Кощея пылью, так что он еще долго выковыривал из ушей
пискливых наноботов.
Тем не менее, добро пожаловать в пятое Кольцо Великого Змея.
Гравитация на "пятом" была несколько ниже, чем на "третьем" и понадобилось
несколько десятков шагов, чтобы приспособиться к ней. Прямо над Кощеем сейчас
высились пестрые полипотерема Симсимвилля.
Сим-сим, откройся.
Кощею вдруг показалась что ветви Игдрассиля входят в его хребет, прямо в
системную шину, и высасывают из него великую силу Буддхи. Это, наверное,
оттого, что кровь стала совсем бледной.
- Чур меня, - невольно прошептал Кощей.
- Странник, с тебя тридцать дирхамов. То есть двадцать талеров, -
акустические колебания точно нацеленным пучком вошли прямо в левое ухо. - Оставь
надежду не заплатить.
- Кто это говорит?
- Чур. Божество охраны собственности, покровитель границ, оберегатель от
порчи и нечисти.
- Тоже мне, божество нашлось. Слушай, киб, за что деньги-то трясешь?
- За газовую смесь с добавками витаминов, которую ты, странник, будешь
вдыхать в ближайшие сорок восемь часов. Ты, о путник, будто не ведаешь, что
неисчерпаемых ресурсов в замкнутых системах жизнедеятельности быть не может, -
назидательно молвил Чур, как будто перед ним стоял мишка косолапый.
Сейчас Кощею уже не хотелось спорить, ощущение полного провала наворачива-
лось на горло как змей. Индикатор жизненной силы мерк на глазах. А про ларец
с заветной иглой Кощей даже и думать себе запрещал.
Золотые ворота открылись перед ним, над головой с легким шуршанием
запорхали сильно надутые купидоны, рассыпая блестки рекламных объявлений.
Что-то расхотелось в сад японских лис, без харизмы его там обдерут как
липку.
Ярусом выше находится гильдия мерлинов-альтернативщиков. Там полным-полно
гарри-поттеров, гэндальфов и прочих чудотворцев с комплексами непризнанных
гениев. Максимум, что им удается - это подработать на греческих календах и
прочих праздниках для олигофренов. У этих горе-кудесников даже суккубов нет.
Только каменные девушки с веслами, которые никак не поддаются на оживляющие
заклинания. А еще у них в избытке пафоса, больших букв в каждой фразе,
натянутого юмора и скуки, унаследованной от матушки-основательницы.
Когда-то Кощей ушел оттуда, хлопнув дверью и вернуться снова туда, значит,
себя не уважать.
Двумя ярусам ниже - плетенье сомнительных кабачков, считающихся оплотом на-
нохакинга, где полно навий, перевертышей, коловертышей, шишиг, химер и прочих
моральных уродов.
Что же еще? Ах да, одним ярусом ниже - "Лукоморье", место ни то, ни се,
однако популярное. Зайти туда можно.
Сотворив знак Open, Кощей вступил в проем лифта, напоминающий дупло, и едва
не поскользнулся на луже катаболитов, оставленном мокрушной нечистью.
- Ну, приказывай, шеф, - сказал кривой рот на стене с развязностью
городских демонических низов.
- Давай-ка в "Лукоморье".
- Повинуюсь. С вас талер, шеф, - здесь не стеснялись сказать правду сразу.
- А чего еще желаем, шеф? - хрипло занудил джин, - только ехать, или еще
выпить, закусить, может возьмем русалок в соку, непритязательную житну бабу,
лебедь белую?
- Ты бы хоть прибрался здесь.
- Не мое это дело, шеф.
- Тогда застынь, - И начертавший руну Кощей с удовлетворением посмотрел на
окаменевший рот. - Не обижайся, раб лифта. Просто меня с твоим протоинтеллек-
том не слишком тянет общаться.
Иной мир
Планету Земля населяли люди, которые в силу ряда причин не давали жить
другим.
Особенно колдунам.
Колдуны, маги, ведьмы, оборотни и прочие чаровники ушли в космос вместе с
колдовскими технологиями.
Великий Змей Ананта быстро вырос от размеров червячка до гигантской технот-
вари, свившейся в кольца на орбите двадцать тысяч километров. Материалы и
энергия попадали на орбиту по стволу Иггдрасиля, по его саморастущим
мономолекулярным стеблям, сверхлегким и сверхпрочным, которые цеплялись за
океанское дно.
Землянам это крупно не понравилось.
История последующих войн "грязи земной" против колдунов Ананты
представлялась в виде барельефа, украшавшего знаменитый кабак "Лукоморье".
Вот морской дракон топит земную эскадру. Вот Змей Горыныч ломает главное
гамма-лазерное орудие на линкоре "Георгий Победоносец". Вот двенадцатиглавый
змей глотает пачками военнослужащих корпуса морской пехоты США.
В "Лукоморье" давно уже не паслись настоящие клиенты. Только толпа разнома-
стных туристов с земного шарика (той самой "грязи земной") и с далеких Колец
Ананты. Из завсегдатаев здесь просматривался только фраеристый молодняк
средних ярусов Симсимвилля: феюшки, ведьмочки, все одетые по одной и той же моде.
Стадо породистых кобылок и жеребцов, выращиваемых гильдией "Лысой Горы" под
очень жестким контролем сидов.
Кощей сюда зашел сюда просто подкрепиться. А еще развеяться. А еще на
прощанье - втянуть воздух "хорошей жизни" прежде, чем спуститься навсегда в
Криминальный Тартар.
- Что прикажете, господин, - спросила стойка бара, оформившаяся в бюст
прекрасной ундины, из грудей которой текло темное пиво. - Гемоглобиновку, или
что-нибудь покрепче, ионизирующее?
Почему кибероболочка кабака решила, что у меня такие примитивные вкусы, с
некоторой горечью подумал Кощей. Хоть бы могла заметить такие "фенечки", как
маленький птичий глаз, помаргивающий у него на мизинце вместо перстня.
- Водан с тобой, дорогая меерюнгфрау. У меня мозги не мусорное ведро как у
некоторых. Мне - виски бурбон, с традиционным интерфейсом, только немного
антидепрессанта добавь.
- А я вас знаю.
Он обернулся и увидел . . . не поймешь кого. Судя по рыжим косам - фея. По
несколько крючковатому носу - ведьма. Но ярко-голубые глаза с проекторами,
как у сиды. Интересно, сколько она простояла за его спиной незамеченной?
Стареем, что ли? Или рецепторы барахлят?
- Ну и прекрасно, деточка. Все наноконструкты так или иначе знакомы
благодаря файлам коллективного пользования.
- Я знакома с вашими работами.
Что за чушь. Он никогда не привлекал к сотрудничеству ни фей, ни ведьм, ни
сидов и прочих недоразвитых.
- Может, вы знаете и мое тайное имя?
- Нет, считывать личные данные запрещено, и вся наша гильдия придерживается
правил. Я просто знаю ваши работы, по коду изготовителя. Мы обсуждаем на
шабашах. . . несколько отклоняющиеся стили и колдовские технологии. Мы ведь не
такие дурочки, как некоторые считают.
Отклоняющиеся стили - это лишь поэзия, а вот колдовские технологии - это,
считай, статья уголовного кодекса Хамурапи, по которой уже пришлось отбывать
срок. Вначале были пытки Инквизиции. Затем три года в замурованном виде за
неправомочный доступ к ресурсам Стоунхенджа <примечание: демиург-компьютер
гильдии старших мерлинов>, и еще два года в кислоте за нелицензированное
пользование семенами Волшебного Гороха.
Кощей почувствовал, что едва справляется с тревогой. Значит, Лицензионная
Служба Ананты крепко держит его на крючке.
И девка эта - неплохая наживка, несмотря на эклектику. Аромат подобран,
линия бедра... Аура у нее странная, дайте-ка рассмотреть, как... у
полноинтерфейсной материальной тени... Может, на том конце объектно-трансляционного
канала сидит сам инспектор Танго, проклятый транссексуал-трансвиртуал...
Эх, зачем только прилетел в Симсимвилль, надо было двигать, не тормозя, в
какой-нибудь тихий симуластан вроде Берендеева царства, где одноразовые
снегурочки. . .
А пауза в беседе затянулась, такой паузы не должно быть в наш век
ускоренных реакций.
- Спасибо, феюшка. В любом случае, этот треп не имеет смысла. Я больше не
работаю. Я теперь - "социально незащищенный".
Кощей спешно вышел из кабака. У кобылки были саморазвевающиеся волосы и
куча тонких афродизиаков в запахе, еще бы немного и она бы его соблазнила. Пора
драть когти.
Взять лифт? Да нет уж, хватит. Кощей спустился на ярус ниже, цепляясь
когтями за эктодерму стебля, в компании полудиких визгливых лешаков.
Сияние Кроны сюда почти не проникало, оформление стандартно-убогое - под
Подземелья Гномов.
Кощей перекусил в какой-то дешевой пещерной харчевне с приятным названием
"Могила Глума". Еда из дешевого матсборщика, замаскированного под
средневековую замасленную печурку - штайнбургеры с примитивным вкусовым интерфейсом.
Пептиды, металлорганика. Куски еды - внешне как камни, зато привлекают ценой.
Да и индикатор жизненной силы откликнулся.
Пора детям послать эхо через криптосеть. Как там Маша и Ванечка?
Няня-конструкт вызывала у Кощея все большее беспокойство. Зачем она все
время что-то варит в котле и неумело шепчет заклинания из программной
библиотеки Fata.Morgana? Когда он ее нанимал, она еще не была ведьмой, всего лишь
неотесанной лешачихой.
- Эй, нечистый, - какой-то гном ткнул неумытым когтем в его руку, - спорти-
ли тебя.
В самом деле, по руке бежали синие змейки, похоже, что эманации демонов-
нагов Trematoda8 digitalis. Кощей вспомнил укус кикиморы. Эта природная
нечисть является переносчиком какой угодно дряни. Впрочем, молодая феюшка тоже
могла поспособствовать. Сколько она там проторчала за его спиной, как тень...
могла и пару заклятий наложить.
Кощей глянул внутрь третьим глазом, полетел по нанотрубкам желудка,
запрыгал по фуллеренам печени.
Порча достаточно высокого уровня. Наги поразили защитных демонов-
иммуникулов, поэтому реакция организма такая слабая. Ладно, не на мальчик-с-
пальчика нарвались.
Кощей мужественно бросил остатки штайнбургера в саркофаг для мусора и,
оттолкнув гнома, направился на выход из харчевни.
Уже снаружи, в окружении тихо шепчущих могильных курганов, он начал
самолечение, которое, если честно, находилось вразрез с актом "об охранении
здоровья и материнства у темных сил".
Толкин меня разрази. Аптечка под третьим ребром пуста, вернее гниль одна
осталась от чистотела, только пальцы вымазал. Значит, змейки и там
поработали, вон, блин, по костям ползают, сканерами-глазками посверкивают,
выискивают , чтобы еще испортить. Так и до главного процессора доберутся...
Неспешно отодвигается камень, запирающий выход из харчевни, похоже, это
гном за ним припустил. Наверное, он из какой-то местной шайки.
Опустившись на четвереньки, Кощей поскакал к ближайшей стоянке ступ.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что почти все они не только не
проходили техосмотра, но и просто дефектные. Вмятины от столкновений с деревьями и
небосводом, царапины от когтей...
Вот нашел, наконец, одну справную, но изрядно попользованную любителями
бесплатных туалетов. Впрочем, даже у этой ступы скользящая поверхность
неприятно вибрировала, а наношариковый слой основательно стерся...
Тем временем, какие-то тени подплывали к стоянке сразу с трех сторон. Они
жадно поглощали излучение, информацию и не откликались на запрос "свой -
чужой". Наверное - это смертельно опасные упыри-вампутеры. Кощей поспешно
толкнулся реактивной метлой. Ступа заскользила с неприятным царапающим звуком и
подергиваниями.
В современной англоязычной научной литературе название Trematoda используют для
обозначения таксона, объединяющего аспидогастров (Aspidogastrea) и дигенетических
сосальщиков, за которыми сохраняется название Digenea. В данном случае Trematoda
digitalis - цифровой паразит.
Закладывать маршрут в ее процессор не буду, как-нибудь и на ручном
управлении доберусь. Сейчас к ведьме-маргиналке на минус-третий ярус. Лечение у нее
еще то, руны AVTR, жидкий азот и мегаваттный лазер, но она единственная, кто
его вытянет из этой беды, не обчистив до нитки...
А ведь ступу сносит с трассы. Какая-то нечисть заморочила навигационную
систему!
На крутом вираже Кощея выбросило из ступы и он погрузился в болотную жижу.
Сплошные жирные кислоты плюс "серая слизь" - отработанные гомункулы. На дне -
кракодиллер Грэндель, вон как ворочается, если сонар не врет. Но пока что
монстр сонный, или обожравшийся.
Кощей поспешно толкнулся и выплыл на поверхность, кое-как взобрался на
кочку, которая некогда была пунктом проката водных велосипедов на магическом
ходу.
Из "серой слизи" показалось три сплюснутые морды, потом еще три. А поглубже
вроде бы еще трое караулит. Анаэробы-помоечники, хмыри болотные, которые
вечно поддатые, потому что жизненную силу из реакций брожения черпают. Вон как
самогоном несет.
Подпустить их поближе. Они же жадные. Задний ряд хмырей всегда боится, что
передний ряд расхватает добычу, прежде чем они подплывут. Раз и нет самых
вкусных микросхем, останутся только твердые метакристаллические кости, на
которых все челюсти обломаешь.
Еще ближе, красавцы. Только не смотрите так косо и дышите в сторону.
Теперь пора.
Кощей выхватил меч-кладенец из спинных ножен и выписал им восьмерку, потом,
погрузившись в жижу, еще раз.
Отрубленные головы хмырей медленно уходили в трясину. Отрубленные ноги
напротив всплывали на поверхность, выделывая последнюю пляску святого Вольта.
Успели все-таки цапнуть. Рана на бедре засочилась васкулоидной кровью и
болью. Хорошо хоть, что устоял тазобедренный сустав из титан-неодимового
сплава , да и болевой регулятор можно подкрутить.
- Знаю твою беду-кручину, кащеюшка. Садись на меня, подвезу, куда душе
угодно, - на соседней кочке сидела здоровенная жабалака с изрядно
накрашенными выпученными глазками. - Демон ты мой красноглазый, соглашайся по быстрому.
А то ведь и Лихо тут недалеко бродит, хмыри болотные с ним в одной пикосети.
Только не это. Очередная царевна-лягушка. Но делать было нечего. Здесь ему
явно не климатило.
Жабалака первым делом лизнула Кощея в рану, отчего та затянулась нежным
слоем недифференцированных техноклеток. Потом еще раз лизнула, уже не в
медицинских целях. И как ни странно, это ему понравилось в конце такого тяжелого
рабочего дня...
А удержаться на спине жабалаки было непросто. Она все время пыталась
общаться, в смысле строить глазки. Когда голова напрямую сращена с грудной
клеткой, минуя шею - это чревато. По крайней мере, падением для седока.
Декорации вскоре переменились. Уже не "серая слизь". А нормальное болотце.
Кувшинки, ряска. На берегу теремок - макромолекула. С десяток Дюймовочек
занимаются изучением регенеративных способностей у тритонов, свирепо потроша их
скальпелями.
Вкруг болота - лес густой. Чтобы пройти его, нужно последовательно
сотворить, как минимум, пять знаков Open. А жизненной силы едва ли хватает на
пару.
- Ты лягушек ешь, милый? - спросила жабалака.
- Ну, когда совсем нечего...
- Я по-французски приготовлю. Ле фрог с острым соусом. Я - быстро.
- Тихо ты, сканирую...
Что-то ползло по болоту. Судя по характерному терагерцевому излучению -
Верлиока!
Вот влип. Жабалака предусмотрительно отпрыгнула в сторону.
- Только не ссорься с ним, Кощейчик, миленький. Он на прошлой неделе тут
целого Змея распотрошил, по кочкам раскидал, на кусточки кишочки намотал. Из
местных никто ослушаться его не смеет.
- Умолкни, тварь.
- А как целоваться взасос, так я тебе не тварь была? - обиженно протянула
жабалака.
Кощей выхватил меч-кладенец, на пару ударов еще хватит!
- Остынь, богатырь, инда я тебя аксионной плеткой угощу, вмиг посмирнеешь,
- раздался шипящий голос из-за спины, а на бедре мигом открылась рана.
Сядь, разговор есть... А теперь поворотись-ка вокруг продольной оси на сто
восемьдесят градусов. И баловать не вздумай, ибо ни один твой мудреный сенсор
правильного сигнала не дает. Попался ты в торсионную ловушку, потому как все
болото вместе со всеми эманациями и духами - целиком мое. Опричь меня не на
кого тебе более надеяться.
Верлиока был страшен. Вместо головы - седалище. Говорит не ртом, а всей
поверхностью тулова. И даже пара эскортных русалок-мавок с извивающимися
квазиживыми волосами не могли как-то скрасить общую антиэстетику.
Мумия человеческая в слизь мармеладного вида упакованнная - иного сравнения
для Верлиоки не подберешь. В слизи копошатся почки - будущие хухлики и шиши.
Уже там сосут друг из друга сок, идет естественный отбор, на свет выйдут
только самые злобные.
Сквозь эктодерму на плече Верлиоки (теперь ясно, что это - плечо) блеснула
большая золотая звезда. Пентакль такого размера означает генерал-олигарха
темных сил.
- Так, ты у нас мерлин будешь. Или - мерин?
Кощей запретил себе реагировать на подлую шутку и даже обнулил
эмоциональную матрицу.
- Кэш, очень приятно.
- Ничего тебе не приятно. Хотя зря. Ты разгляди во мне болотного
интеллигента, сиречь искусственный интеллект всей этой экологической ниши. Без моей
мудрости великой болото из живого мертвым бы сделалось, исчезли бы даже
трясины зыбучие.
Верлиока пристально посмотрел своими боковыми глазами на жабалаку и мавок.
- Давай-ка, гость незванный, перейдем на прямое терминальное соединение. Я,
красным девкам, конечно, доверяю, но ежели они попадут к белокурым бестиям, к
сидам в гестапо, там их пытать-прозванивать будут вплоть до последней
микросхемки .
Изо лба Верлиоки выползло щупальце, устремилось к глазу Кэша и, моргнуть
тот не успел, как оно уже вошло в его мозг и совершило аппаратное
прерывание . . .
Верлиока сделал предложение, от которого невозможно было отказаться даже в
силу технических причин, а потом еще открыл кредит на триста золотых дирхамов
в Тролль-банке.
Предложение дерзкое.
Проникнуть во дворец королевы сидов Медб. Сейчас это якобы проще простого.
Дворец ожидает приезда высоких гостей из шестого Кольца Ананты. Делегация
ракшасов в сорок тысяч голов пожалует вместе с предводителем - царем царей
Раваной.
Дворец, состоящий из бесчисленных залов наносборки и столбов нановегетации,
густо населенный духами-искинами, должен был продемонстрировать высший класс
колдовства и полиморфизма. Сейчас его готовили к празднествам сотни наладчи-
ков - от мерлинов-подмастерьев до чародеев высшего класса из гильдии "Фир
Дарриг".
Верлиока обеспечивал Кощея фальшивой лицензией подмастерья и заклинаниями
доступа. Кощей должен был хакнуть сам дворец и выращивать коловертышей в его
подвальных пространствах.
Колдовской канал, по которому коловертыши должны были контрабандой
транслироваться на экспорт, создавал тоже Верлиока.
Болотное чудище собиралось заработать миллионы золотых дирхамов. Что-то
перепадало и Кэшу.
А вдруг это засада, подумал Кощей. Все темные олигархи прошли через долгий
негативный отбор, выживая за счет злобы и коварства.
- Кстати, о детях, - прошипел Верлиока. - У вас, друг мой, несмотря на
почтенный возраст, кажется, двое малолеток, Ванюшка и Машенька. Неужели вы не
желаете им хорошего - образования в друидской академии, стажировки в Стоун-
хендже, работы в лучших башнях колдовского мира. Не хотите? В противном
случае им придется посещать оч-чень плохую школу где-нибудь под дубом вековым, в
компании щекотунов.
Ну что ж, коловертыши так коловертыши. Эта нечисть, в сущности мало
отличающаяся от черных нейрокотов, была идеальным биоинтерфейсом, способным
разнюхать тайное имя любой вещи и подобрать к ней заклинание.
Может и нет никакой засады? Конечно, Верлиока не до конца искренен. Вон
сколько фальши излучают его психоинтерфейсы. Но не так уж все и запутано.
Помимо экономики просматривается тут и политика. Инфернальный Верлиока,
лидер болотной нечисти, явно намеревается лишить светлых сидов монополии на
производство массовых чудес. Почему бы не помочь монстру?
- Ну, по рукам, нечистый? - Верлиока протянул нечто похожее на полусгнившую
конечность покойника.
Кощей взглянул на свою руку. Змеек-нагов не было. Они исчезли вчистую со
всех носителей.
Левое колдовство
В пять вечера по кольцевому времени мерлины и чародеи всех мастей покидали
дворец Медб. Взмахнув, кто дорогущими крылами, кто подержанными метлами, они
уносились в свои урочища. А Кэш менял формат и прятался в стене с помощью
руны из библиотеки Com.Gorgulia9.
Потом проходил обратное преобразование. Перед началом работы оставалось
только отсечь охранников из тупой расы Щекотунов от некоторых дворцовых
пространств. Ничего замысловатого, учитывая, что все стражи были связаны
беспроводной сетью с фиксированными частотами.
Гулкие, но никем не слышимые шаги Кощея раздавались под сводами дворцовых
подвалов, где некогда разносились крики пленных еретиков из секты
Mathematical Way, предаваемых пыткам на жестоком гиперкомпьютере марки
пМалюта Скуратов - 2100".
Кощей вставал в центре захваченного пространства и начинал...
Что издревле привлекало всех в колдовстве? Нет, не наведение порчи на
соседскую корову или превращение тещи в свинью. А создание чего-то
материального из Ничего, вернее из голой информации.
Существует два типа наколдовывания новых материальных объектов и целых
царств.
Во-первых, наносборка. Это популярные системы типа Сампо, Скатерть-
Самобранка, Семеро-из-Ларца, Сорок-из-Сумы, Волшебный Горшочек (в последней
9 То есть из библиотеки горгулий.
элитной версии прозываемый Граалем). Бурлит в Горшочке каша из мириадов
крошечных трудолюбивых гомункулов. Колдун знает Имя любого из них, и каждое его
Слово для них закон.
Во-вторых, нановегетация. Это, конечно, Волшебный Горох. И такой известный
коммерческий продукт, как Дерево В Стране Дураков - за ночь с одного технора-
стения можно снять до ста пар обуви и великое множество дорогостоящих
галантерейных изделий. А вот печально знаменитая Волшебная Палочка является, по
сути, усохшей вариацией Дурацкого Дерева и производит больше шума, чем
реальной продукции. Гребень Кощея и Зубы Дракона относятся также к нановегетатив-
ным системам, хотя их название может ввести неискушенного землянина в
заблуждение .
Нановегетативные системы довольно просты по своему пользовательскому
интерфейсу, не сравнить с Горшочком. Колдуну достаточно знать всего одно тайное
Имя и произнести заклинание Thread.start10 над семенами, чтобы они начали
бесконечное деление, вампирически всасывая энергию и материю из окружающей
среды, будь то даже кровь и нечистоты.
За одну смену можно вырастить до сотни коловертышей, если, конечно,
предварительно пройтись с лазерным плугом и тщательно окропить посевы кошачьей
мочой.
На рассвете остается только запах, морщатся надзиратели-эльфы, но в конце
концов приходят к выводу, что шмонит от кого-нибудь из многочисленных
колдунов-наладчиков, вон какие хари у некоторых сизые...
Так прошло шесть ночей. Кощею уже даже нравилась его новая работа. Вот и
Ванечке с Машенькой подарочек послал - серого наноплантового волка в
порошковом виде. Залил водой, волчок сконфигурировался, ожил и стал за няней
присматривать . Если точнее, Серый запрограммирован тяпнуть нанечку за горло,
если она начнет детей в жертву приносить какой-нибудь темной богине.
И в седьмую ночь все как будто шло по канону. Из шерстистых клубней уже вы-
сосывались лапки коловертышей, когда Кощей заметил, как что-то большое
демоническое просачивается прямо сквозь стену, нанося ущерб электропроводке.
- Кто ты? Открой свое системное имя, - и сразу понял "кто", не стал творить
знак Close11. Потому что это было бесполезно.
Верлиока наконец продавил себя сквозь стену. И предстал в новом облике.
Мумия Рамзеса только уже без мармелада. Тайный генерал-олигарх темных сил во
всей красе.
Монстр сотворил трон, сел важно, на стильно высушенной голове - корона с
довольно подвижной коброй.
- Там, на болоте, в присутствии девушек, не мог я быть вполне откровенным.
Если честно, половина из них хакнута сидами и начинена троянами. - Кощей
поежился из-за кодов недоверия, заполнивших эмоциональную матрицу. Не нравились
ему такие разговоры после разговора. Они всегда означают, что первый слой
слов играл только маскировочную функцию.
- Хорошо, товарищ генерал-олигарх, давайте будем вполне откровенными.
- Вы какого года рождения, Кэш?
- Тысяча девятьсот шестьдесят второго. Как видите, я появился задолго до
киберозойской эры. Перешел в техноформат в начале двадцать первого века.
- Снимаю шляпу вместе с черепной крышкой. Есть немало сидов и постарше, но
для представителя темных вредительских сил вы прямо таки долгожитель. В кому-
налке небось выросли. Ну и что вы стали делать после переформатирования?
Наверное, все кто обидели вас, начиная с тысяча девятьсот шестьдесят второго
года, прокляли тот час и миг, когда родились на свет.
Начало фонового процесса, потока (англ.) - компьютерный термин.
Закрыть (англ.) - компьютерный термин.
Кощей неуверенно согласился, а полночный гость продолжил:
- Лично я воздал всем, записанным мною в список страшной мести.
Учителке-стерве, жене-скандалистке, а начальника-грубияна просто намотал на
винчестер в его собственном кабинете. Пришлось и ему повертеться.
Верлиока хохотнул, вспоминая приятное - не ртом, утробно, аж пошла пыль от
его мумифицированной грудной клетки.
- Но я не о том, а о самом главном. Великая духовная сила Буддхи для наших
забюрокраченных светлых сидов - всего лишь какая-то абстракция. Хотя на
каждой ступени эволюции она двигает огромную массу материи прочь от тепловой
смерти, ко все менее вероятному состоянию, которое называется организацией.
Она создала природу, подарила разумность белковой слизи, прозываемой людьми,
она создала технику и оделила разумом нас, технозавров. Не кажется ли вам,
дружище Кэш, что приближается какой-то новый этап, когда техника соединится с
природой во всеобщей разумности? И возляжет компьютер с козлом.
- Кажется. Но я далек от высшей магии.
Наступила пауза. Верлиока излучал что-то малопонятное в инфракрасном
диапазоне . Наверное, у него нелады с бухгалтерскими отчетами, потому что спрос на
коловертышеи упал. Наверное, Кольцо Азиатских Драконов теперь гонит японских
лис на экспорт просто стадами.
- А вы не хотите книгу по теоретическим основам колдовства написать? -
спросил Кощей, чтобы покончить с напряженной тишиной. - Я мог бы помочь в
свободное время, ведь я - член Союза Писателей на Стенах и Скалах. Могу и на
бересте, в древнерусском стиле.
- А не вам ли черед настал мемуары на древнерусскую, то бишь докиберозой-
скую тему написать? Вспомнить, как все начиналось. Как первый раз пришла
Сила. Ведь это гораздо интереснее, чем делать коловертышеи, цена на которых и в
самом деле резко покатились вниз.
Молвив это, Верлиока стал оседать, словно полипептидный слизень,
впитываться в пол, а потом и вовсе исчез.
А если, подумал Кощей, дело даже не в упавшем спросе на коловертышеи.
Может, этот генерал-олигарх не вполне здоров психически, какой-нибудь мелкий
наг проточил его системную плату и мусорит в стеке...
До крика главного дворцового петуха оставалась пара кольцевых часов, и
можно было еще поработать, но слова Верлиоки действовали как наваждение.
Вспоминать, вспоминать. А если и в самом деле вспомнить, как пришла Сила.
Покопаться в накопителях данных, заглянуть в теневую подпроцессорную память
на спинтроннике...
Да, была питерская коммуналка, и ты провел в ней свое детство, отрочество и
юность. Были соседи-алкоголики с вечно мокрыми штанами, лежал труп в ванной -
это ветеран первой конной армии скончался, заходила в гости девочка-даун,
которая гвоздила кулаками, пока не покажется кровь, фигуряла дама типа
бандерши. А какие отвратительные вечеринки она закатывала для матросов
ленинградской военно-морской базы под "Слэйд" и Аллу Пугачеву. Жила кикимора за
шкафом. В самом деле. Ты же верил, что старушка-соседка Матильда Ивановна -
кикимора. . . А в коммуналке ниже этажом обитала молодая балерина Кировского
театра. Ты не раз видел, как она целуется в лифте с красавцем-мясником из
магазина "Диета", что на первом этаже. И ты хотел ночью спуститься по наружной
стене, да пройти сквозь окно ее комнаты, чтобы целовать ее также как
страстный мясник...
Прошлое плавно перетекало в настоящее, в емкую оперативную память. Не
таковы твои накопители, Кэш, чтобы потерять хоть один бит информации.
Как-то ты сидел и мастерил персональный компьютер из деталей, найденных на
свалке возле режимного института. И вдруг... Было наверное пять утра, голова
твоя от усталости и беломора почти лежала на столе, хотя ты еще что-то натуж-
но паял. Из-за шкафа как будто высунулась старушечья рука кикиморы и
протянула яичко с сияющей иглой внутри.
Игла уколола тебя и ты проснулся, хотя, может быть, ты и не спал вовсе. В
любом случае за краткий период сатори-озарения между забытьём и
бодрствованием ты понял, как пройти переформатирование и стать могучим демоном
техносферы.
В реальности это произошло лишь десятки лет спустя, в 2018 году, когда ты
уже забыл очень многое из этих нескольких мгновений полной ясности,
подаренных Силой Буддхи. Наверное, поэтому переформатирование в Кощея не принесло
тебе в итоге счастья...
Возбудилась вся эмоциональная матрица, психоинтерфейс вызвал функции азарта
и интереса. Надо вспомнить все.
Властелин памяти
На жесткой кремнийорганической ладони Кощея лежало магическое семечко,
умеющее сосать энергию и материю - сгусток тайных слов и имен, который должен
был воссоздать давно исчезнувшее царство.
В обоих стандартных типах колдовства творится насилие над тупой материей,
которую чаровник жестко подчиняет своей воле.
Оба типа колдовства лицензируются строгими властителями-сидами. Если хотите
обойти лицензию, то в перспективе вас ждет костер или кислота...
Все три глаза Кощея посмотрели вдаль, сквозь века и миры, залившись
мечтательной синью.
Должен, обязательно должен быть третий тип колдовства. Колдовства при
помощи великой силы Буддхи, которая способна одухотворить вещество, придать
собственный разум каждой материальной точке, оживить даже вакуум.
Да, наверное, одухотворенное вещество - это очень опасно. Достаточно
вспомнить стихийных богов - громовика Зевса, владыку моря Посейдона, богиню земли
Гею.
Если подумать, то сиды в чем-то правы. Если бы третий вид творения был
возможен, то это означало бы конец не только их власти, но и всей Ананты. А
может быть и мира в прежнем его виде...
Третье, третье. Кощей выдохнул через пневматический клапан. Займемся пока
обычной нелицензированной и уголовно наказуемой нановегетацией.
Кощей сотворил над семечком знак Main12 и в быстро проросшие стебельки
полетели параметры-заклинания.
Похолодало, стало моросить, стебли утолщаясь, тянули энергию почище любого
дракулы. Вот на них забугрились почки. Не успел чихнуть от острого аромата
весны, а они уже набухли. Вот лопнула первая, выпустив наружу склизкие ноги и
ботинки человеческого формата. Следом высунулась голова и, сплюнув зеленью,
произнесла: "Где это я?"
Начертанный в послушном воздухе Знак New13 заставил лопнуть еще одну поч-
К jr ...
Знак New Array14 стал плодить тварей горстями.
Древо пускало во все стороны жадные ветки, с которых падали объекты и
субъекты .
И вот колдовство было завершено знаком Thread.stop15. Реальность питерской
коммуналки образца 1979 года заполнила выделенное пространство. Кощей увидел
В данном случае - главный, первый (англ.) - компьютерный термин.
Новый (англ).
Новый массив, ряд (англ.) - компьютерный термин.
Завершение фонового процесса (англ.) - компьютерный термин.
самого себя, тощего юнца-пэтэушника, сидящего с паяльником за столом. Стол
был завален интегральными схемами, журналами "Техника молодежи" и слегка
подкрашен тусклым желтым светом лампы, вязнувшим в клубах табачного дыма.
Из-за стены доносились похохатывания бандерши и сальные шутки матросов,
грохот группы "Слейд", get down and get with it16. Тяжелая голова юного Юры
Кощеева клонилась к напоенной снами столешнице. И вдруг - из-за шкафа
потянулась сухая рука старушки-кикиморы с яичком. О, великая сила Буддхи!
Кэш рванулся и выхватил яичко. Кикимора успела цапнуть его, но до этого ли
было сейчас. Он быстро раздавил скорлупу и вот уже сияющая игла в его руке,
достаточно вонзить ее в универсальный разъем на темени и ...
Страшный многотонный удар бросил Кощея на облупленный пол коммуналки.
Над поверженным Бессмертным стоял Верлиока. Верлиока и Танго в одном лице.
Вернее, чудо-юдо о двух лицах. Если считать вторым лицом знак Break17 под
инквизиторским капюшоном.
Игла уже перекочевала в одну из рук чуда-юда.
- Спасибо за службу, Кэш. Вот и закончилась твоя долгая смена. На мегалите,
который придавит твою могилу, будет начертана примерно такая эпитафия: "Самое
лучшее, что он сделал - отдал концы."
Кощей пытался что-то предпринять. Но ни один сигнал не проходил от
процессора к двигательному аппарату, к мезонному мечу-кладенцу. Все микросхемы были
заполнены изнуряющим белым шумом, который быстро превращался в боль.
- Ломай иглу, ломай, гад болотный, - прохрипел поверженный, почти
утративший контроль над речевым интерфейсом. - И ты увидишь, как никогда не умирает
русский Кощей.
Погрозил пальцем Верлиока. Хмыкнула личина Танго под капюшоном.
- Ну, Кэш, ну, проказник, помучил ты нас. Впору тебе Сфинксом назваться.
Сорок сороков умных голов перегорело, прежде чем разгадали мы твою загадку.
Игла - всего лишь игла, ломай ее сколько влезет, ибо она токмо частица малая
от большой системы, которую наколдовываешь ты из своего докиберозойского
подсознания. Оная система, визуально царство советское докибернетическое,
обращает время вспять, через энтропийный барьер, к состоянию с малой
вероятностью . И вставал ты вновь из праха, еще сильнее прежнего. Только сегодня уже
ляжешь - не встанешь.. . Увы, никаких последних желаний. Выкурить трубочку,
сходить в туалет - это не для таких хитрых, как ты.
Кэш увидел, как над ним поднимается страшное копыто Верлиоки, как
оглядывается, ничего не понимая, юный Юра Кощеев, услышал, как смеется инквизитор
Танго, собравшийся танцевать на чужих костях, и тут же свирепая боль
расколола его черепную коробку.
Весь свет этого мира провалился в точку и исчез. Кощея не стало.
Верлиока обернулся к быстро разрастающемуся царству-комммуналке и сотворил
знак Threads.stop. Но ничто не остановилось, лишь злее рванулись вверх
плодоносящие стебли.
- Чертово копыто, вход в нановегетативную систему защищен паролем! - Танго
схватился за то место, где у некоторых имеется сердце.
Кровавая свадьба
Королева сидов давала бал по случаю приезда высоких гостей - самого Раваны,
владыки ракшасов, а также всея Шестого Кольца, и его свиты в сорок тысяч
голов , сто шестьдесят тысяч рогов и миллион клыков.
По криптосети гуляли упорные слухи, что встреча закончится брачным союзом.
16 Опустись и возьми это (англ.).
17 Прервать (англ.) - компьютерный термин.
И тогда соединятся два кольца Великого Змея. Никаких экономических выгод это
не несло, количество подключений к колдовским каналам осталось бы прежним, и
лицензий на волшебство не стало бы больше. Но сиды надеялись, что союзники-
ракшасы помогут им управиться с вконец распустившимися обитателями нижних
ярусов: кикиморами, вурдалакам и прочим унтертехам кириллической расы.
Брачному союзу, скорее всего, предстояло свершиться, и Медб не слушала тех
оракулов, которые говорили, что "брачные" союзники по сути своей те же унтер-
техи. Быстро размножаются, агрессивны, поклоняются Кали, страдают комплексом
неполноценности и к аристократам-сидам относятся с точно такой же мстительной
неприязнью, как и к славянским унтертехам. И хотя из магических кристалл-
процессоров прорицателей выплывали модели очень грустного будущего, где сами
сиды частично вырезаны ракшасами, частично проданы в бордели и частично
разобраны на запчасти, Медб уже все решила.
Наверное, потому что ее довольно куцые фуллереновые мозги были давно хакну-
ты группой мерлинов из клана "Фомор", которых в свою очередь купил на корню
владыка ракшасов...
Медб, как умела, пускала пыль в глаза. Ее дворец менял формы как
манекенщица шмотки, превращаясь, то в морское чудовище, то в алмазную гору Сумеру.
Рафинированные сиды показывали свои коллекции диковин зевающим ракшасам,
которые, однако, не могли рявкнуть "Завязывай кореш", потому что получили на
инструктаже исчерпывающие указания от своего предводителя.
"Кто невежливым покажется, тот в морду получит. Если от меня, то мало не
покажется."
Впрочем, прекрасные белокурые феи легко давали увлечь себя на ложе из
розовых лепестков волосатым варварам с побитыми мордами.
А в тронном зале крошечная королева Медб, восседающая в бутоне какого-то
странного цветка (на самом деле дрессированный червь типа техногельминт),
лично контролировала дорогостоящий фонтан чудес, которому из экономических
соображений давно надлежало заткнуться.
Ракшасы, изрядно хлебнувшие сомы - сока трансгенных мухоморов, тоскливо
смотрели своими осоловевшими глазами (которые у них имелись даже на затылке)
на весь этот полиморфизм и остатками сознания завидовали тем своим товарищам,
которые по скорому увлеклись на ложа прекрасных кудесниц.
Вот под потемневшими сводами тронного зала сгустились облака наностатов и
засияли многокрасочным лозунгом "Да здравствует нерушимая дружба двух рас,
строящих феодализм с нечеловеческим лицом - сидов и ракшасов".
- Это у них-то с "нечеловеческим лицом"? - завозмущался один из ракшасских
генералов, крутой самец с демонстративными шипами на спинном хребте и локтях.
- Да тут, чтобы ветры пустить, и то платить положено.
- А ну-ка цыц, - зашипел Равана своим задним ртом на солдафона, передним же
ртом продолжая приторно улыбаться королеве Медб и ее фрейлинам.
Подбодренная улыбками потенциального суженого, Медб приступила к очередному
номеру своей программы.
- А сейчас мой дворец одним манием перста превращается...
Из ее прекрасных глаз выглянули духи неба и земли, но договорить она не
успела, потому что дворец приступил к исполнению заклинаний, не дожидаясь
отмашки в виде знака ENTER. И причем совсем не тех заклинаний, которые были
заложены в его память искуссницей-королевой.
Своды стали опускаться вниз, резко сминая колонны, которые превращались в
обшарпанные и заклеенные газетой "Правда" стены.
Не прошло и нескольких секунд, как потолок оказался фактически на головах
крупногабаритных ракшасов, превратив сияющий тронный зал в набор темных
клетушек , зловонных сортиров и узких коридоров. В темных углах сидели уроды в
майках и шлепанцах, под полом шуршали крысы, из магнитофонов доносились от-
вратительные звуки "Get down and get with it... ". Из дверей комнатушек
показывались фигуры, дымящие беломором и предлагавшие сообразить на троих, а
также бандерши, матросы, дауны, трупы ветеранов первой конной армии.
И Медб, грозная королева сидов, поняла, что стала жертвой нанохакера, да
что там хакера, настоящего дьявола.
Надо было срочно очистить память и перегрузить операционную систему дворца,
но страж ввода-вывода завис и не давал ей что-либо сделать.
- Ты чего, блин, зазнался? - один из свежесобранных алкоголиков вдруг
замахнулся на генерала ракшасов и, прежде чем тот успел отреагировать, поразил
бравого вояку бутылкой в рыло.
- Измена, - заорал генерал и острым ребром ладони разрубил алкоголика
пополам - по-буденновски. Из обеих половинок алкоголика вылилось несколько литров
плохого портвейна. Ракшасы, не выносящие продуктов брожения, отреагировали
адекватно, кто пришел в раж, кто хлопнулся в обморок.
- У ракшасов - оружие, это не по протоколу, - начальник дворцовой охраны,
эльф с лихо заостренными ушами, немедленно скомандовал дворцовой страже: "В
ружье!"
Ракшасы и в самом деле оказались все поголовно вооружены - чакры спрятаны
были в густых волосах на груди, в кривых ногах таились кривые мечи, в
выхлопной кишкотрубе - ядовитые газы. Вместо луков и стрел ракшасы использовали
других ракшасов.
Прежде чем Равана и Медб смогли остановить побоище, в залах образовалась
густая взвесь из останков, над которой кружились невесть откуда взявшиеся
валькирии.
Наконец совместные отряды ракшасов и сидов отправились на поиски коварного
врага, подосланного не иначе как Рамой, интриговавшим против союза Медб и Ра-
ваны.
Карлики, представляющие из себя носы на тонких ножках, взяли след. За ними
бежали на четвереньках тонкочувствуюшие вервольфы. След был из краун-эфиров,
так называемого "русского духа", которым подванивает кириллическая нечисть,
от волкудлаков до... Конечно, какой там волкудлак, сообразила Медб. Как
минимум - Кощей, аристократ некогда независимого тридевятого царства, не
прижившийся в новых условиях глобального колдовского рынка.
Искать долго не пришлось. Раздавленный хакер нашелся в одной комнат
негативной реальности. Пытать его не пришлось. Пытать там было нечего. Только
огласить вечный приговор над преступными потрохами. Затем сложить их в
погребальную канопу с головой Анубиса, запечатать ее заклинанием Гекаты и
выстрелить ею в космическую бездну. Будут теперь летать потроха до самого Рагнаре-
ка. Ну и заняться, наконец, очисткой дворца, ставшего похожим на Авгиевы
конюшни .
Геракла что ли вызывать, подумала светлая королева Медб. Мусорщик он
хороший, но берет много и психопат тоже знатный.
Великая Битва с
неизвестным счетом
Он все-таки очнулся. Бессмертный не изменил себе.
Многотонное чудо-юдо Верлиока-Танго всласть потанцевало на Кощее
аргентинский танец, искалечив-изувечив-расчленив его, но все же не смогло убить.
Частички процессора с помощью капелек машинного масла сползлись в одно
целое. Метакристаллические кости и суставы, тихо щелкая, восстанавливали
скелет . Срастались и металорганические сосуды, по которым начинала потихоньку
бежать васкулоидная кровь.
Однако торсионное поле, поставленное Гекатиным заклятием, не позволяло вой-
ти-выйти из погребального сосуда ни одному кванту. Запасов жизненной силы в
виде водородно-палладиевого порошка хватало только на год при самых
минимальных частотах работы процессора.
Год по минимуму или сутки по максимуму.
Шесть часов спустя Кощей подобрал размыкающий код к гекатиному заклятию и
свет звезд ослепил его. До них был сотни и тысячи лет полета на световой
ступе, но Кощей знал, что это полыхающие души древних богов и героев, к сонму
которых когда-нибудь будет принадлежать и его оцифрованная душа.
Но потом звездный свет стал страдать странными искажениями. Кощей прищурил
спектрометры - да это ж пылевое облако. Спектр отражения, характерный для на-
нопроцессоров. Но откуда здесь нанокристаллическая пыль?
Напрягая свои знания по астрономии, Кощей определил, что облако движется из
системы Сатурна. Ага, земляне-то давно построили базу на Титане - якобы из
научных соображений. Хотя всем известно, что Сатурн - главный враг колдунов,
ибо насыщает их желчью и меланхолией.
Пыль почувствовала наблюдение и отреагировала на потенциальную опасность.
Преодолевая энтропийный барьер, стала сгущаться, заверчиваться вихрем,
конфигурироваться. Каждая кристаллическая пылинка была разумна сама по себе и
открывалась в кластеры разумности, формировавшиеся на лету из множества
пылинок.
Из пылевого вихря рождался колоссальный костяк, собирались ребра -
шпангоуты, череп - навигационная рубка. Костяк обрастал плотью периферийных систем
и толстой, но гибкой металлической шкурой. Получалось чудовище размером с
половину Титана, пасть не меньше, чем Атлантический океан. Каких же масштабов
колдовство могло породить такого монстра?
Зрелище завораживало, Кощей даже стал подпевать и подстукивать когтями в
такт разыгрывавшейся перед ним космической симфонии.
И вдруг он понял, в чем фишка.
От этого знания Кощей покрылся бы холодным потом, если бы мог, но у него
лишь заиндивели некоторые гидроприводы.
Танго-Верлиока - не просто убийца. Он предатель Ананты. Он работает на
землян, им-то он и передал кащеево ноу-хау. Как распадаться во прах, тонуть во
мгле и вновь воскресать. Как побеждать демона энтропии, раскрывая систему в
еще большую систему, где живет сила великая Буддхи.
А впрочем, к черту теорию, если точнее к иблису (ад, вторая комната
направо) .
Нужно решать практический вопрос.
Дано. К Ананте движется чудовище, которого как бы и нет. Но с другой
стороны оно есть. И способно в один прием разодрать беспечного Змея. Экипаж
левиафана состоит из злобных теней, материальных отражений земных реваншистов,
оставшихся в своем штабе, внутри земной горы Шайенн, штат Колорадо, на другом
конце трансляционно-объектного канала.
Конечно, на великого Змея по большому счету плевать. Но там же Ванечка и
Машенька, тысячи других ни в чем не повинных кощеичиков и бабок-ежек. Да и
маленьких голубоглазых эльфов, растущих как тюльпаны на полях Хололандии тоже
жалко.
Что же я могу, пригорюнился Кощей, я - куча мусора, окруженная космическим
мраком. Обреченное сознание опустилось в пустоту под стальным сердцем. И
вдруг. Он ощутил, что может вдыхать и выдыхать звезды.
Сила Буддхи - всегда и везде!
Он и сейчас не изолирован, открыт в большую систему, во вселенную, которая
и есть великая духовная сила.
Звезды в ответ подмигнули ему, значит он прав!
Как семеро из ларца, возникли могучие демоны-интерфейсы и склонились перед
Кощеем.
От удивления у него даже ненадолго завис процессор. Вот так кикиморы!
Вот так унтертехи! Они хоть и не учились в университетах, но своим тихим
коллективным разумом и офшорным трудом приобщилась к пониманию Силы.
Они тщательно изучили кащеевы интерфейсы, спрятанные в Игле. Используя для
обратной связи укусы в палец, они передали ему в помощь полностью совместимых
дигитальных демонов.
Его руки стали большими как космос, в голове загорелись звезды, он
почувствовал вакуум словно собственное тулово ...
Через какое-то мгновение экипаж левиафана увидел, что из Солнца вылетела
эскадрилья Симургов - каждая птица размером с Луну, что от Марса летит-
торопится грозный бог войны Нергал, что пустота извергает демонов Абсу и Мум-
му.
Свистать всех наверх!
Начиналась великая битва, о которой будут сложены саги и эпосы. И Кощея в
тех сагах назовут как-нибудь иначе. Но сейчас думал не о славе и даже не о
сражении, а о скором возвращении домой.
Литпортал
УЩЕЛЬЕ БЕЛЫХ ДУХОВ
Baxus
- Ты-то, конечно, не веришь во все эти бла-бла-бла вокруг Ущелья?
спросил, толи ответил Иван.
- толи
- Нет, конечно, - небрежно отозвался я. Иван, кряхтя, переобувался.
- Ну-ну. Ладно. Щас пойдём - сам всё увидишь, - я закончил шнуровать
армейский ботинок, притопнул ногой: - Пошли...
Ущелье как Ущелье. Ничего особенного. В длину в общей сложности - семь
километров . С востока вход, с запада - выход. Ну, вернее, это с какой стороны
идти, понятное дело. Примерно посередине Ущелье расширяется, и в центре его -
озеро. Растительность - чахлая и пожухлая, ближе к центру Ущелья исчезает
совсем. Поверхность - каменистая. Гребни склонов Ущелья, справа и слева,
поднимаются вверх к середине его на довольно приличную высоту, и ниспадают к
следующему окончанию. Всё вместе (с учётом озера в центре) это напоминает архи-
тектуру гигантского современного водного стадиона, только трибун не хватает.
У озера склоны почти вертикальные, на выходах из Ущелья - милосердно пологие.
Форма Ущелья нетипична. Происхождение загадочно. Поэтому и названий у него
много: наиболее прижилось - «Белых Духов», но поскольку Ущелье удивительным
образом (если смотреть сверху) напоминает женский половой орган, то названий
у него много, вплоть до «уральская пизда», пардон.
Местные ласково называют Ущелье «Мохнаткой». Тоже, по аналогии.
Рассказывают, что сюда упал когда-то метеорит. Раньше, мол, это была единая
скала, но вот долбанул сюда метеорюга в незапамятные времена, и с тех пор
скала разошлась, а на её месте образовалось таинственное аномальное озеро.
Ходить туда нельзя. Вернее, можно, но местные не любят. Аномалия, говорят.
Не забывая рассказывать страшилки про Ущелье, сами стерегутся туда заходить
даже близко от входов. Что интересно - и зверья там никогда не видали. Мне и
Ваньку-то чудом удалось соблазнить, на слабо можно сказать взял местного
егеря. . .
Потопали. Вышли около семи утра. В самом начале осени даже суровый Урал
как-то лиричен и красив. Перед ущельем Ванька присел перекурить. Я тоже
перепаковался, пользуясь случаем. Получше подвязал всё, что на меня навьючено
было - не Бог весть, какой переход, но раз уж мы пошли на ту сторону Ущелья
(других дураков тут нет, а на машине объезжать почти двести вёрст - тоже не
наездишься) - нас уж навьючили поклажей по самое не балуйся. Так сказать,
используя оказию...
Ванька докурил:
- Ну, с Богом? - спросил он будто с сомнением.
- Пошли... - ответил я. И первым захрустел по камням в Ущелье.
Мне 25 лет. Я не верю ни в Бога, ни в чёрта. Я всех вертел на... Если и
есть какая-то судьба - я не верю и в неё. В удачу, фарт - верю. Всего 6
месяцев назад в меня стреляли, чуть раньше крепко побили, я едва вывернулся из
под статьи УК по убийству, меня вывезли купаться зимой в Пирогово, я
«кредитовался» под «чеченский» процент и так далее и тому подобное. Список можно
продолжать довольно долго. Что мне какое-то ущелье?
- Спорим, я знаю, о чём ты думаешь? - с ехидцей поинтересовался Ванька.
- О чём?
- Вспоминаешь свою жизнь. Самые яркие моменты. Здесь, на входе в Ущелье, у
всех так.
Я хмыкнул. Ладно, поглядим. Но Ванька не унимался:
- Я вот всё время вспоминаю, как меня в Салехарде из кабака на ножах
выносили. 16 швов тогда на спину врачи наложили, представляешь? Я один против
четверых суровых золотодобытчиков. Как меня на ремешки не распустили тогда -
до сих пор удивляюсь... - в его болтовне была какая-то неправильность. Я по-
смотрел на него внимательно, и понял, что словесный понос у него открылся от
страха. Он реально нервничает!
Нихера себе! Это чего, реально так страшно - вот это вот Ущелье, видимое
сейчас с нашей точки входа как на ладони, в утреннем солнышке, что этого
охотника, сурового уральского мужика, так корёжит?
Он говорил, говорил, взахлёб, про каких-то злых старателей, про отца, про
маму, про баб, про чурок, про Ельцина, про геологов, - я с ним или около него
провёл уже два дня, и наоборот поражался его немногословности. И вдруг -
прорвало дамбу.
Это продолжалось до тех пор, пока я не остановился и, взяв его за грудки,
не тряхнул его:
- Вань, ты чего? - он будто очнулся:
- Чего?
- Ты пиздишь без умолку уже двадцать минут. Ты за двадцать минут мне уже
рассказал половину событий своей жизни!
- Это эффект такой, Ущелье... - сказал он немного сконфуженно.
- Мы оба с тобой в Ущелье, почему у меня такого эффекта нет?
- Не знаю... - я отпустил его, и мы пошли дальше.
Интересно, что жизни в Ущелье не было совсем. Я специально смотрел: над
нами не пролетело ни одной птицы. Мы делали несколько небольших остановок-
перекуров, садились на землю, но я не видел ни одного насекомого, хоть бы
муравья или жужелицу какую. Земля казалась более безжизненной, нежели синайская
пустыня - в той при кажущейся пустоте на самом деле жизни полно: змеи,
скорпионы , пауки всякие, жуки... а тут - как на Луне, млин. Хотя на Луне я ещё не
был...
Да... а ведь живут же люди! - неожиданно вдруг подумалось мне. Вот Ванька
этот, в деревне. Сидит, довольный. А чего? Он восемь месяцев в году -
охотится. Добычу сдаёт, бабки за неё получает. Что-то и себе оставляет. По мясу
там, Бог его знает. В доме жена, некрасивая, но сноровистая баба, такая, на
монгольскую лошадку похожа: приземистая, мохноногая, ухватистая, крикливая.
Такую хоть в под гору хоть в гору. Всё хозяйство одной рукой удержать может.
Две коровы у них, свиньи, гуси-куры. Детей вот зачем-то в город отправили
учиться, но старшая, говорит, обратно приедет скоро. Не нравится в городе.
Живут - половина хавки своя. Вообще не покупают. Хлеб? Сами пекут. Мясо? Я
вас умоляю. Охотник плюс своя скотина. Молоко, яйца, масло - всё оттуда, из
своего. Им только из техники иногда бывает чего-то нужно.
- Это ты о ком? - Ванька смотрел на меня с усмешкой. - Ты двадцать минут
херню какую-то несёшь. Про то, что жена у тебя - как лошадь монгольская,
гага-га.
Вот тебе на. Я что ж, вслух заговорил? Как это? Отродясь за мной такого не
водилось... Да ещё чтоб не заметить этого!
Теперь пришёл мой черёд конфузиться. Я молча затопал по дороге, стараясь не
думать ни о чём. Не задумываться.
Это оказалось совершенно невыполнимой задачей: в голову лезли какие-то не
мои мысли, непрошенные образы, в памяти всплывали картины из каких-то
произведений каких-то авторов, всё переплеталось и наслаивалось, как будто я
курнул слабенькой травы и словил приход. Я посмотрел на Ваньку, но он глядел
мимо меня. Похоже, он тоже переживал такую же атаку на мозг, только в своём
роде.
- Ва-ань! - робко позвал его я, и потрогал за плечо. Он встряхнулся:
- Не ссы. Это ещё херня. Это ща пройдёт, - и впервые мне не надо было
объяснять , о чём он.
Действительно, вскоре «атака мыслей» закончилась, оставив после себя в
голове какую-то приятную пустоту.
Аномалия, одно слово.
Тут я почувствовал усталость. Сначала мне она казалось естественной: мы,
навьюченные, по каменисто-бугристому безжизненному дну ущелья прошли чуть
больше пары километров. Но тут же я понял, что пара километров - это ни о
чём. Я не мог так устать. И, тем не менее, усталость навалилась резко, ноги
будто налились свинцом, весь груз также тянул меня вниз, пот внезапно начал
заливать глаза (до этого всё было нормально).
- Вань! - едва просипел я. - Давай привал, а?
Ванька тоже еле шёл. А был он здоровее моего. Да и вообще - охотник же! Ему
сраные семь километров этого ущелья - это ж вообще как утренняя пробежка
блин!
Повалились на землю, и я почувствовал, что мне не хватает воздуха. В страхе
я начал сдирать с себя всю поклажу - рюкзак, подвеску, что-то ещё... пока не
остался совсем пустой, в расстёгнутой ветровке.
Дышать стало легче. Ванька также лихорадочно освобождался от пут своей
ноши.
Мы оба лежали и широко открытым ртом глотали воздух, как выброшенные из
воды гигантские карпы. Мне вдруг стало дико смешно от этого сравнения. Не в
силах сдерживать себя, я захрюкал, а потом и просто заржал в голос. Глядя на
меня, заржал и Ванька. Мы покатывались со смеху, лягая друг друга ногами, и
не могли остановиться.
Никогда я так не смеялся! В итоге это были уже какие-то конвульсии. Я
задыхался, круги пошли перед глазами, и последнее, что я помню - Ванька, каким-то
образом поборовший приступ смеха, подскочил и лупит меня по спине и по
щекам. . .
Очнулся от табачного дыма. Иван курил, сидя рядом со мной.
- Живой? Слава Богу... А то тащить тебя мне чего-то совсем не улыбалось, -
я с удивлением огляделся. Всё было будто бы в порядке. Я чувствовал себя,
словно внезапно заснул.
- Слушай, а чего было-то?
- Не помнишь? Ты ржал, как сумасшедший. И я - тоже. Ну а потом ты толи
подавился чем-то, толи закашлялся - я не ебаю. Короче, начал отъезжать. Ну и...
пришлось оказывать первую помощь! Отхуячил тебя по спине, сдавил желудок -
вроде, видишь, пронесло...
- Хрена себе... - только и сказал я. - Ну, спасибо, Иван.
- Да обращайтесь ишо, не стесняйтесь! - легко пошутил он. - Дальше идём?
Или хорош?
Тут только я вспомнил, что мы - в Ущелье. В аномальном Ущелье.
- Идём...
Пошли...
Озеро было уже близко, всего в полукилометре от нас, когда Ванька сказал
дрожащим голосом: - Пашка, у озера - самый пиздец. Пиковые нагрузки. Тут
ТАКОЕ бывает, чего никогда и нигде не бывает. Ты держись уж, потому что я
реально боюсь. . . Это тебе не на хи-хи пробиться... К воде не подходи только,
ладно?
Я посмотрел на абсолютно ровную водную гладь. И вдруг увидел там человека!
- Ванька, смотри! Человек! - он смотрел, но не видел. - Брось ты, мерещится
тебе! - махнул он рукой...
То, что мне мерещится, я понимал и сам. Ибо человек сей шёл по воде, аки
посуху. А это, сами понимаете, верный признак.
Я решил, что есть только один способ победить галлюцинации: воспринимать их
как должное. Просто и тупо: не пытаться осмыслить. Ну, например, видишь ты
говорящего бобра в тирольской шляпе. И чо? Не надо начинать думать, мол, как
это - бобёр может говорить? Кто дал ему шляпу и научил её одевать? Наконец,
нахера бобру вообще шляпа? Не надо так думать. Эти вопросы без ответов лишь
перегрузят мозг, как дидос атака перегружает сервер. Надо просто сказать
себе: да, блядь, передо мной говорящий бобёр в шляпе. И чо? И похуй, вот чо.
Так победим.
...Человек на воде исчез. Мы прошли ещё немного, и снова решили присесть -
усталость какими-то непонятными волнами накатывала на нас.
Я раскидал каменюки, чтоб удобнее пристроить свой зад на ровной земле
неподалёку от озера, но как только я, усевшись, поднял глаза - мне захотелось
убежать отсюда немедленно.
От озера, приветливо улыбаясь не очень естественной улыбкой, шёл я, только
налегке и без поклажи, и не типично одетый - в одной мокрой футболке, доходя-
щей до колен. Я шёл, улыбаясь радостно, и даже приветливо помахал себе,
сидящему, рукой, но по мере приближения моего двойника в футболке с мокрыми
волосами ко мне - дикий страх начал колотить меня!!!
Какой-то совершенно непередаваемый, первобытный ужас: я понимал - если мой
двойник прикоснётся ко мне, я истинный немедленно умру. Причём какой-то очень
противоестественной и мучительной смертью.
Как заворожённый я смотрел на себя, и улыбка моего двойника всё больше
походила на гримасу ненависти, она сама по себе внушала ужаса даже больше, чем
всё остальное, неизвестно откуда взявшееся, знание.
- Беги, БЕГИ!!! - пронзительно вдруг закричал кто-то рядом. Я вскочил и
драпанул в направлении, откуда мы пришли. Хрип, свист, улюлюканье было мне
вслед. Я боялся даже обернуться, казалось, эти звуки настигают меня. Когда,
наконец, я рискнул это сделать - сзади меня никого не было. Пустое
пространство, лишь вдалеке, у озера, виднелись брошенные вещи.
Стоп, а где Иван? Я почему-то очень сильно испугался, представив, что его
потерял. Одному, боюсь, мне точно не выбраться из Ущелья...
Я пошарил глазами по склонам, и увидел фигурку Ивана. Он тоже, судя по
всему, куда-то отбежал, даже дальше, чем я, но не в обратном нашему движению
направлении , а наоборот - вперёд. И теперь, вероятно, оттуда семафорил мне
сложными знаками, не желая возвращаться к вещам.
Ладно. Я снова спустился к месту нашего последнего привала. Поминутно
оглядываясь на озеро, а точнее - стараясь не поворачиваться к нему спиной, и
одновременно паля на 360 градусов вокруг себя - собрал свои вещи, кое-как
навьючил на себя. Собрал укладку Ивана (слава Богу, основной свой рюкзак он
снять толи не успел, толи успел схватить, убегая). И побрёл вдоль берега, к
нему.
Чувство тревоги не покидало меня, сердце бешено колотилось (как от тяжёлой
ноши, так и от страха), но причин для беспокойства визуально я пока не
наблюдал.
Наконец, дошёл до Ивана. Сбросив поклажу, повалился на землю. Очередная
волна внезапной усталости парализовала меня полностью.
Иван весь дрожал.
- Нормально всё? Я боялся, что ты не дойдёшь... - мы были уже на дальнем
конце озера. - Щас должно полегче стать, как озеро пройдём... - сказал он,
трясясь, неуверенно.
Чего, в самом деле, канитель эту тянуть? Также внезапно, как усталость, я
вдруг почувствовал прилив сил:
- Дык пошли, чего сидеть! - я поднял глаза на Ивана, и обомлел: передо мной
уже был не Иван. Он с совершенно неожиданной, лютой ненавистью смотрел на
меня , в одной руке у него был камень, в другой - маленький топорик, который он
нёс с собой в подвеске.
- Э-э, ты чо?! - только и сумел изумлённо сказать я, вскочив на ноги, как
волна слепящей ненависти к нему накрыла и меня.
Топорик достал, ссучь? Да мне похуй твой топорик! Я выхватил нож, также
поискал глазами камень. Ваня шёл ко мне не очень уверенной походкой. Вдруг я
услышал его голос, будто бы из-за спины его самого: «Пашка, умоляю, БЕГИ!!!
БЕГИ, НЕ ДЕРИСЬ!! УБЬЁМ ДРУГ ДРУЖКУ Ж!» - и я бросился бежать.
Сколько я бежал - я не помню. Может, метров сто, а может - километр. Сзади
сначала было тяжёлое, полное ненависти, дыхание Ивана. Потом я ничего не
слышал, кроме свиста в собственной груди. Когда, наконец, я остановился - он был
довольно далеко. Я ждал, пока он подойдёт, со смешанным чувством: с одной
стороны, я не очень понимал, что же такое произошло со мной, что я только что
так люто ненавидел этого милого, в общем-то, селянина-охотника. С другой
стороны , я ничего хорошего от его приближения не ждал.
Но он подошёл совершенно нормальным, без топориков и прочих бебехов,
совершенно измученный и с седой прядкой в русых волосах, которой я раньше у него
не замечал.
- Блядь, никогда больше. Ни за какие коврижки в Ущелье не зайду! - сказал
он измождённо, и сел на землю.
...Я посмотрел на озеро. В закатном солнце по нему плыли три ладьи с
какими-то малопонятными символами на парусах.
- Ты ладьи видишь? - безразлично спросил я его. Он посмотрел на озеро: -
Да, - также безучастно ответил. Ну, ладьи - и ладьи. Чего ж теперь.
Что-то всё равно не давало мне покоя. «В закатном солнце» - стоп! Мы же
вышли в 7 утра!
- Вань, а я чего-то не понял - почему сейчас вечер? Мы что, с тобой семь
километров ущелья целый день идём? - он посмотрел на меня с усмешкой.
- Паш, не хочу тебя расстраивать, но тут у нас один перец решил как-то
срезать через Ущелье дорогу к Белой Главке (это деревня так называется, первый
после Ущелья населённый пункт), так на джипе ехал. Только через три месяца
вышел. Пешком, постаревшим на 20 лет, седым и с бородой. Джип вообще так и не
нашли. Непонятно, куда он подевался - железяка ведь! Не иначе, как в озере
утопил. Так он такое рассказывал! Тоже, между прочим, считал, что его всего
один день не было. Так что ты ещё молись, чтоб это был вечер того дня, когда
мы вошли в это чёртово Ущелье...
М-де. Мне неожиданно стало смешно: я ведь хотел ещё понтануться, и воды
набрать из озера. Мол, ебал я в рот ваши страхи... Я сказал об этом Ивану. Тот
хмыкнул: многие пытались. Но кто хоть как-то прикасался к воде озера в Ущелье
- тот всегда в неё уходил. Даже если не сразу, даже если один раз Ущелье
отпускало - всё равно потом забирало себе, не позволяло унести воду. Кстати,
говорят, она очень солёная, - добавил Иван.
Мы потихоньку поднимались из Ущелья, вскоре мы вышли из него совсем. Я
чувствовал себя (после сдвигов сознания в Ущелье) просто-таки супер здраво, мне
казался собственный мозг идеальным, откалиброванным опытным мастером часовым
механизмом - туки-туки-туки-тук, всё работает на звук.
А с Иваном мы старались друг на друга не смотреть. Словно между нами
произошло что-то интимно-стыдное.
...Когда, наконец, дошли до деревни - была уже глубокая ночь. В четвёртом
по счёту доме, с облезлым «москвичём» во дворе, нас ждали с нашей поклажей.
- Уже и не чаяли дождаться. Думали, опять придётся Центроспас заряжать.
Неделю, как ушли - и нету их! - причитала Елизавета, хозяйка дома...
Мы с Иваном переглянулись и только тут заметили недельную седую клочковатую
бороду у каждого из нас...
pJfeJOc -
°оОЯ
САМОДЕЛЬНЫЕ РЕАКТИВЫ
(рецепты из интернета)
Оксон
Пероксимоносульфаты могут приготовляться несколькими способами, наиболее
обычным из которых является следующий.
Способ I
Реакция серной кислоты и перекиси водорода согласно уравнению:
H2S04 + Н202 —> H2S05 + Н20
Фактически, там произведена равновесная смесь, содержащая пероксимоносерную
кислоту. Условия эквилибриума - таковы, что реакция является неполной, и
должен использоваться большой избыток реактива. Например, чтобы сделать раствор
20% H2S05, нужно использовать пять эквивалентов серной кислоты и 12 % избыток
перекиси водорода по стоихометрическим требованиям. Реакция выделяет так
много тепла, что это вызывает большие трудности поддержания температуры в
желательных пределах.
Способ II
"...Таким образом, согласно существующему изобретению, обеспечен процесс
для производства тройной соли 2KHS05*KHS04*K2S04 из серной кислоты, перекиси
водорода и гидроксида калия. Для непрерывного производства приготовляется
водный рабочий раствор, который содержит KHS05, H2S04 и K2S04 в молярном
отношении 1.3-2.5 1.2-2.0 1, который сконцентрирован в вакууме при
температуре не больше 40°С к концентрации, которая соответствует содержанию от 20 до
30% по весу KHS05. При охлаждением до температуре ниже 15°С тройная соль
выпадает в осадок и отделяется. Полученный материнский раствор объединяется с
остающимся раствором. Раствор повторно приготовляется добавлением от 90 до
100% серной кислоты, от 30 до 90% перекиси водорода и концентрированного
водный раствор гидроксида калия и снова проводится выпаривание."
Способ III
"...Было обнаружено, что их производство может быть реализовано новой
модификацией в производстве пероксимоносульфатов гидролизом пероксидисульфатов
(Na2S208) , включающих стадии:
a. Нагрев раствора пероксидисульфата до 100 град. F. (37,8°С);
b. Смешивание раствора пероксидисульфата стадии «а» с концентрированной
серной кислотой в объёмном соотношении от 1:0.07 до 1:0.15 посредством
чего тепло растворения серной кислоты быстро гидролизует пероксидисуль-
фат, повышая температуру раствора приблизительно до 140-160 град. F.(60-
70°С) ;
c. Поддержание получившейся температуры, от 140 до 160 град. F,
приблизительно от 5 до 45 минут;
d. Быстрое охлаждение раствора до комнатной температуры.
В реализации изобретения, раствор пероксидисульфата приготовляется
растворением соли пероксидисульфата в воде и приведением температуры раствора
приблизительно к 100 град. F. Удобная процедура состоит в растворении
персульфата в горячей воде при приблизительно 140 град. F., посредством чего
эндотермическое тепло растворения понижает температуру к примерно до 100 град. F.
Концентрация персульфата не критическая, и растворы в пределах от 0.1 моль/л
до насыщенного дают удовлетворительные результаты. Предпочтительная
концентрация - приблизительно 2 моль/л, так как это обеспечивает минимальный объем
для легкого получения максимизированного выхода пероксимоносульфата для
данного количества серной кислоты. Любой растворимый пероксидисульфат подходит,
хотя бы по причинам растворимости и экономии, но натрий и пероксидисульфат
аммония предпочтительны, и пероксидисульфат аммония больше всего предпочите-
лен.
Серная кислота должна быть достаточно сильно концентрирована, чтобы
обеспечить желательную теплоту гидратации; лучше всего 98% кислота. Когда раствор
персульфата будет приблизительно 100 град. F. добавляем, концентрированную
серную кислоту в соотношении 1 объем раствора персульфата к 0.07 до 0.15
объема концентрированной серной кислоты. Тепло растворения серной кислоты быстро
начинает реакцию гидролиза и поднимает температуру до приблизительно 140-160
град. F. Гидролиз пероксидисульфата к пероксимоносульфату происходит быстро в
вышеупомянутой температуре, от 50 % до 80 % за первые 15 мин и основном
заканчивается в отрезке времени от 30 до 45 минут. В пределах первых 15 минут
реакции по существу никакая перекись водорода не формируется. По мере того
как реакция близится к завершению, содержание перекиси водорода повышается,
ограничивая, таким образом, чистый выход в районе около 80 %. В то время как
полная реакция занимает приблизительно 45 минут, предпочтительно ее
заканчивать где-то между 15 и 20 минутами."
Олеум
Вот такой процесс довольно хорошо идёт в домашних условиях в 500 мл колбе
марки ТС:
NaHS04 (t>186°C, расплав) --> Na2S207 (tl=400.09°C, расплав. t2>460°C) -->
Na2S04 + S03
В этом процессе всегда есть расплав с хорошей теплопроводностью. Конечно и
тут есть пара проблем, но они легко решаются. Например нужно просушить
холодильник после реакции получения пиросульфата, колба должна находиться в
столбе горячего воздуха или можно взять маленькую колбу (0,5л плоскодонную, не
коническую) и на комфорке установить рассекатель по шире. Скорость выделения
S03 не очень большая и нормальный холодильник с ним справляется (если делать
зимой, когда из крана вода течёт при +10°С) - остужает до приемлемых
температур, а дальше его пропускаем в цилиндр погруженный в ведро со льдом. Самая
трудная проблема - это борьба с сернокислым туманом.
Палладий
Как все мы знаем, палладий есть металл весьма полезный для всяческих
интересных экспериментов. Но существуют определенные трудности с его добычей.
Извлечение его из конденсаторов типа КМ, разного рода реохордов возможна, но не
всегда удачна из-за труднодоступности (реохорды) или низкого выхода
(конденсаторы) . Плюс ко всему очистка от примесей.
Есть способ проще. Купить его в Сбербанке России. Инвестиционные монеты из
х.ч. палладия и не только из него.
Конечно вкладывать в него деньги не совсем разумно, т.к. эти монеты чеканки
"proof, цена покупки их банком весьма отличается от продажи. Для вложений
рекомендуются монеты чеканки "uncirculated.
Но, к сожалению палладия такой чеканки в списке нет.
Из всего вышесказанного вывод, один раз разорившись и купив такую монетку,
вы будете обеспечены палладием надолго.
Сушка силикагеля
Сушить силикагель можно СВЧ печке. На блюдечко сырой силикагель около 100
г. После 3-4 проходов по 2 мин каждый реактив готов. Сухой силикагель в СВЧ
почти не нагревается.
Сухой лёд
Если нет возможности его достать у продавцов мороженного, то можно сделать
самому.
Требуется баллон с углекислым газом, желательно полный. "Снег" из диоксида
углерода легко получить, быстро выпуская газ из баллона в парусиновый или
брезентовый мешок, прочно привязанный к выпускному патрубку. Вентиль
перевернутого вниз горлом баллона следует открывать по возможности полностью.
Во избежание закупоривания пор ткани образующимися кристаллами по мешку
рекомендуется сильно ударять. "Сухой снег" не подлежит хранению, его получают
по мере необходимости и немедленно используют.
Да, и будьте осторожны! Голыми руками его не следует трогать - температура
у него -78°С.
Триацетат
марганца
Ацетат марганца (III) получают окислением ацетата двухвалентного марганца,
растворенного в горячей ледяной уксусной кислоте, перманганатом или хлором.
При добавлении небольшого количества воды из раствора через некоторое время
выделяется дигидрат Mn (C2H3O2) з*2Н20 - кристаллы цвета корицы с шелковистым
блеском. В сухом воздухе он устойчив. Водой разлагается, но может быть
перекристаллизован из растворов в ледяной уксусной кислоте. Ацетат марганца (III)
оказался весьма удобным исходным веществом для получения других соединений
трехвалентного марганца.
Свойства: бурые кристаллы (по цвету похожие на корицу) с шелковистым
блеском, при действии холодной воды тотчас же подвергаются гидролитическому
разложению .
15 г перманганата калия были растворены в горячей воде. К этому раствору
был добавлен раствор 15 г сухого горючего в такой же горячей воде. Ничего не
произошло. В эту смесь постепенно приливалась концентрированная соляная
кислота, пока рН не стал чуть меньше 7,0. (Сильный запах формальдегида. Вместо
сухого горючего лучше использовать любую аммиачную соль.). Через некоторое
время смесь была абсолютно белой и прозрачной.
Тогда она была вылита в 5 л банку, и постепенно добавлялся
концентрированный раствор соды, до тех пор, пока выпадал осадок.
Смеси дали хорошо отстояться, слили, залили ещё раз, отстояли, ещё раз
слили, а что не слили, вакуумно отфильтровали и собрали белый карбонат марганца
в теоретическом, как потом оказалось, выходе.
Обратите внимание - щёлочью осаждать марганец не нужно. Мп(ОН)2 очень легко
окисляется на воздухе, и вы с ним сильно намучаетесь. Карбонат же устойчив,
но и его сушить не следует, а сразу переместить в небольшое количество
ледяной уксусной кислоты и кипятить в ней с обратным холодильником 2 часа - он
плохо с ней реагирует! Смесь покраснеет и в ней будет осадок - Мп (АсО) 2 не
очень хорошо растворим в ледяной уксусной кислоте. Потом уксус был отогнан
(вообще, смысл отгонки уксуса состоит единственно в том, чтобы взвесить
получившийся продукт).
Далее перманганат калия (одна четверть молярного количества полученного
ацетата марганца) был растёрт в порошок при помощи двух листов бумаги и
молотка. Он был разделён на 6 равных порций, (раствор ацетата марганца в
ледянке к этому времени кипел под рефлюксом). Холодильник был убран с колбы
(кстати, если температура бани в районе 120°С, то почти не воняет) и марганцовка
всыпана туда в шесть приёмов, при интенсивном перемешивании стеклянной
палочкой во время и секунд 20 после добавления. Далее смесь покипятили ещё минут
10, влили туда 3 мл воды и хорошенько поскребли стеклянной палочкой (с
внутренней стороны) и поставили в холодильник (Последняя оперция - чтобы вызвать
кристаллизацию. Ее надо проводить время от времени день - два, до тех пор
пока не выпадет осадок.). Через сутки всё выпало в осадок темно-коричного
цвета, который отфильтровали, отсосали до полусухости и поставили в своего рода
"эксикатор" (Прим. 1).
Через два - три дня (периодически помешивайте) соль была суха - 20,5 г. При
высыхании она светлеет. Её объём по сравнению с первоначальной марганцовкой
сильно возрастает.
Ещё через неделю из материнского раствора выпали ещё кристаллы , а сам
раствор стал почти бесцветным. В этот раз они были не тёмно-коричневые, а цвета
ржавчины - в точности как сухая соль. Видимо, в зависимости от степени
гидратации цвет меняется. Получилось ещё 5 г - в целом около 85% от теории.
Триацетат марганца действительно разлагается водой, но не так уж быстро -
если вы разотрёте щепотку с водой между пальцами, вам придётся подождать,
пока цвет начнёт меняться.
Примечания:
1. Оный представлял собой большую миску, поставленную вверх дном на
полиэтиленовый пакет и прижатый к полу тяжёлыми тисками. Внутри находилась
тарелка с рассредоточенным на ней триацетатом марганца, а пространство
вокруг неё было усыпано мелкодроблёной негашёной известью. Работает
отлично !
Классическая схема
4Мп(СН3С02)2 + 4Н20 + КМп04 + 8СН3СО(ОН) —> 5Мп(СН3С02)з + 2Н20 + СН3С02К +
10Н2О
Эта соль может быть получена следующим способом. 19,6 г (80 ммоль)
растертого в порошок Мп (СН3С02) 2'4Н20 всыпают при кипячении в 200 мл ледяной
уксусной кислоты и перемешивают до полного растворения. Затем добавляют небольшими
порциями 3,1 г (20 ммоль) растертого в порошок КМп04 и нагревают смесь при
непрерывном перемешивании в течение короткого времени. По охлаждении к темно-
коричневому раствору добавляют 3 мл воды, смесь перемешивают и дают ей
постоять до следующего дня. В том случае, если выделится лишь незначительное
количество соли, добавляют еще 3 мл воды; смесь перемешивают (частое потирание
стенок сосуда стеклянной палочкой способствует образованию зародышей
кристаллизации) . Как правило, в этом случае через час наступает обильная
кристаллизация. В случае необходимости смеси дают постоять при частом помешивании еще
в течение нескольких суток до тех пор, пока маточный раствор не сделается
почти бесцветным. Соль затем отсасывают, промывают небольшим количеством
ледяной уксусной кислоты и перекристаллизовывают. Для этого 30 г соли
растворяют в 200 мл ледяной уксусной кислоты при нагревании, раствор фильтруют, а
чтобы вызвать кристаллизацию, поступают как описано выше. Наконец, соль сушат
над СаО.
При помощи
уксусного
ангидрида
Мп (СН3С02) 2 получают из Mn (N03) 2 и уксусного ангидрида. Смесь 20 г Mn (N03) 2
'6Н20 и 80 г уксусного ангидрида слабо нагревают при встряхивании до тех пор,
пока не начнется бурная экзотермическая реакция, сопровождающаяся выделением
большого количества газообразных продуктов. По окончании реакции при
охлаждении однородной маслянистой жидкости выделяется безводный ацетат в виде
коричневого кристаллического порошка. Его отфильтровывают на стеклянном фильтре,
промывают сначала уксусным ангидридом, затем небольшим количеством эфира до
исчезновения запаха уксуса и хранят в закрытом сосуде без доступа влаги.
Выход 85 % (в расчете на марганец).
Формиат аммония
Берется муравьиная кислота (ч), в нее засыпается стехиометрическое
количество карбоната аммония (ч) и смесь размешивается. Выделяется С02, а
температура смеси сильно понижается вплоть до появления измороси и конденсата на
емкости. Затем оставляется стоять 1-3 часа до выпадения энного кол-ва
кристаллов . Их надо немедленно отфильтровать, так как если оставить стоять, то они
растворятся. Фильтрат оставляется стоять на антресолях до обильного выпадения
новой порции 2-3 недели.
Фосген
Обычно фосген продают растворенным в чем-нибудь, вроде толуола с 20%
содержанием, или в стальных баллонах.
Небольшие количества фосгена можно получить действием концентрированной
серной кислоты на четыреххлористый углерод. В круглодонную колбу наливают
1 Обладает удушающим действием. Использовался в Первую мировую войну как боевое
отравляющее вещество.
100% серную кислоту, которую получают смешивая соответствующие количества
кислоты и олеума. Колбу соединяют с шариковым холодильником, закрытым корковой
пробкой с 2-я отверстиями. В одно их них вставляют капельную воронку, во
второе - газоотводную трубку, соединенную с охлаждаемым сосудом, наполненным
толуолом. К серной кислоте прибавляют кизельгур2 в количестве 2% от веса
кислоты. Колбу нагревают на масляной бане до 120-130°С и начинают медленно
приливать из капельной воронки четыреххлористый углерод. Выделяющийся фосген
полностью растворяется в толуоле.
Хлор3
Юные химики, вероятно, знают, что, добавляя к хлорной извести по каплям
концентрированную соляную кислоту, можно получить хлор. Менее известен «сукон
способ». Для него надо приготовить сначала катализатор, растворив по 0,2 г
хлорида кобальта и нитрата железа в 2—3 мл воды и добавив к смеси 1 г хлорной
извести. После окончания реакции массу сушат, растирают в порошок, смешивают
с 25 г хлорной извести и осторожно нагревают до 60°С. Реакция идет по
уравнению:
СаОС12 --> СаО + С12
Когда большая часть хлора уже выделится, смесь можно нагреть посильнее.
Естественно, что опыт надо проводить только под тягой, соблюдая все меры
предосторожности при работе с хлором.
Хлористый йод
Метод Вийса
Отвешивают 9 г треххлористохю йода и растворяют в 1 дм3 смеси, состоящей из
700 см3 уксусной кислоты и 300 см3 четыреххлористого углерода. После
растворения определяют содержания галогена следующим образом: берут с помощью
бюретки 5 см3 приготовленного раствора в колбу, добавляют 5 см3 раствора
йодистого калия и 30 см3 воды. Полученную смесь титруют раствором ЫагБгОг с
концентрацией 0.1 моль/дм3 (0,1 н.) в присутствии в качестве индикатора
крахмала.
После установления массовой концентрации раствора галогена в г/см3 к
раствору добавляют 10 г йода и растворяют его при встряхивании.
Определяют снова содержание галогена, как было указано выше. Массовая
концентрация раствора галогена в г/см3 после добавления йода должна быть в 1,5
раза больше первого определения. Если повышение массовой концентрации меньше
2 Диатомит (кизельгур, инфузорная земля, горная мука, целит) — осадочная горная
порода, состоящая преимущественно из останков диатомовых водорослей. Обычно рыхлая или
слабо сцементированная, светло-серого или желтоватого цвета. Химически диатомит
более чем на 80 % состоит из водного кремнезёма (опала).
3 Обладает удушающим действием. Использовался в Первую мировую войну как боевое
отравляющее вещество.
указанной величины, добавляют небольшое количество йода до тех пор, пока
содержание его не будет превосходить установленный предел в 1,5 раза. Во
избежание реакций замещения водорода необходимо, чтобы в растворе не оставалось
следов треххлористохю йода.
Дают раствору отстояться, затем декантируют прозрачный раствор в бутыль из
коричневого стекла с пришлифованной пробкой.
При отсутствии треххлористохю йода раствор Вийса может быть приготовлен
нижеследующим образом.
Растворяют 16 г йода в 1200 см3 уксусной кислоты. Отмеряют с помощью
бюретки точно 5 см3 приготовленного раствора в коническую колбу, добавляют туда же
5 см3 раствора йодистого калия, 30 см3 дистиллированной воды и титруют пробу
раствором ЫагБгОз с концентрацией 0,1 моль/дм3 (0,1 н.) в присутствии
нескольких капель раствора крахмала в качестве индикатора. Устанавливают, таким
образом, содержание галогена в растворе. Затем отмеряют 1 дм3 раствора и
пропускают в него очищенный хлор до тех пор, пока массовая концентрация раствора
по сравнению с предыдущим не увеличится почти вдвое. При этом окраска
раствора переходит от темно-бурой в красно-желтую. В приготовленном растворе не
должно содержаться избытка свободного хлора, но необходим небольшой избыток
йода. Поэтому, если массовая концентрация раствора после пропускания хлора
равна или больше удвоенного первого значения, необходимо добавить остаток
йодного раствора с таким расчетом, чтобы избыток йода составлял примерно 2%.
Раствор Вийса должен хранится в темном месте в склянке из коричневого стекла
с хорошо пришлифованной пробкой.
Хлоросульфоновая кислота
Свежеперегнанный 40% олеум помещают в перегонную колбу из тугоплавкого
стекла, погруженную в охладительную смесь. Через трубку, доходящую до дна
колбы, пропускают струю хорошо высушенного газообразного хлористого водорода
до прекращения поглощения его олеумом. Полученную реакционную смесь разгоняют
и собирают фракцию, кипящую в интервале 145-155°С. Слабо окрашенный дистиллят
очищают повторной перегонкой, собирая фракцию в интервале 149-151°С. Выход
95-98% от теоретического.
Хлорсульфоновая кислота является одной из сильнейших кислот. Она разъедает
корковые и резиновые пробки. Для ее приготовления следует применять прибор на
шлифах.
Хромит меди
Раствор 260 г нитрата тригидрата меди (II) в 900 см3 воды из-под крана при
80°С был добавлен с перемешиванием к раствору 178 г дигидрата бихромата
натрия и 225 мл 28% NH4OH, доведённого до объёма 900 мл при 25°С. Осадок был
собран вакуумным фильтрованием и взвешен в воде три раза. Медный хромат
аммония был высушен при 75-80°С на ночь. Он было мелко измельчён и добавлен
маленькими порциями в литровую 3-горлую колбу, оборудованную мешалкой Хершберга
из нержавеющей стали, которая доставала почти до дна колбы. Колба была
частично погружена в металлическую баню из сплава Вуда при 350°С (при 300-320°С,
можно получить хорошие результаты). Время добавления было 15 минут (много па-
ров) и смесь размешивалась в 350°С в течение ещё 15 минут. Охлажденный черный
порошок, СиСгОг, используется, как есть для дегидрогенирования.
Катализатор (хромит меди) готовится просто - сливаются вместе эквимолярные
количества горячих растворов нитрата меди и хромата аммония, при этом
вываливается осадок, ему дают ночь постоять и потом фильтруют на бюхнере.
Высушивают при 100 градусах и потом разлагают получившийся комплекс при 300-350
градусах (можно просто прожарить на чистой ненужной сковородке, при этом нагрев
плитки должен быть включен на полную мощность. При разложении выделяются
оксиды азота, поэтому лучше это делать под тягой или на свежем воздухе. Как
только перестанут выделяться газы, препарат прожаривают при перемешивании еще
15 мин. Все, катализатор готов.
Сульфат меди лучше не использовать, а растворить моток медной проволоки в
азотной кислоте или провести обменную реакцию медного купороса и нитрата
кальция (выпадает осадок гипса, его отфильтровывают и в растворе остается
нитрат меди). Нитрат кальция продается как удобрение, или же его можно
сделать, осторожно прибавляя окись кальция (тоже типа удобрение) к азотной
кислоте . Ну а если нет бихромата аммония, то можно взять раствор бихромата
натрия (бихромат калия хуже растворяется в воде) и смешать его с
соответствующим количеством водного аммиака.
Цианид калия4
K4Fe(CN)6 + 3H2S04 = 2K2S04 + FeS04 + 6HCN
КОН + HCN = H20 + KCN
Помещают 420 г желтой кровяной соли в 2-литровую круглодонную колбу. В
литровый химический стакан наливают 600 мл холодной воды и осторожно тонкой
струей при помешивании добавляют 200 мл концентрированной серной кислоты.
Приливают этот горячий раствор к ферроцианиду, вертикально присоединяют к
горлу колбы 40-см стеклянную трубку диаметром 1 см как воздушный холодильник,
сверху к этой трубке - резиновый шланг, другой конец которого опущен в колбу
с 180-185 мл 45% раствора КОН. После 10-15 минутного нагрева на кипящей
водяной бане начинается сильной газовыделение - это начал выделяться газообразный
цианистый водород. Время от времени помешивают раствор КОН в приемной колбе
(в процессе реакции он нагревается до 90°С - это неважно, и охлаждать его не
следует). По истечении 1 часа реакция заканчивается, и выделение газа
прекращается. Теперь мы имеем около 260-280 мл 40% раствора KCN, вполне пригодного
для любых мыслимых приложений (скажем бензил-цианид, бром-циан, циклогексил-
пиперидино-карбонитрил и т.д.).
Если раствор в приемной колбе начинает желтеть процесс необходимо
прекратить . Это говорит о том, что в колбе избыток синильной кислоты, и началось ее
осмоление.
По окончании реакции в колбе остается около литра липкой желтой субстанции,
синеющей на воздухе. Не выливай в канализацию - эта субстанция намертво
забивает канализационные трубы.
Цианистый калий - сильнейший неорганический яд. При попадании через
пищеварительный тракт смертельная доза для человека 1,7 мг/кг.
Все вышеописанные операции - только под хорошей тягой !!!
Вашему вниманию предлагается простой метод получения цианистого калия, он
дважды проверен и никаких проблем не возникало.
Сразу оговорюсь, если нет опыта работы с подобными соединениями, не делайте
KCN таким способом! Цена ошибки - смерь!
Меры безопасности:
1. Не делайте этот синтез дома. Работать можно только под тягой или на
свежем воздухе.
2. Работать только в противогазе (хотя обычный противогаз плохо защищает от
синильной кислоты, но кратковременно сгодится).
3. Не работать в одиночку.
4. Желательно иметь противоядие - ампулы амилнитрита, раствор в шприце
нитрита натрия или метиленовой синьки.
Необходимо отметить, что синильная кислота прекрасно действует через кожу в
виде паров или жидкости, так что в случае проблем уносите ноги. Разборку
прибора и уборку лучше отложить на следующий день, когда всё проветрится,
разбирать в резиновых перчатках и противогазе.
Я не перестраховщик, но если у вас лопнет реакционная колба или слетит
шлаг, подающий синильную кислоту, или просто есть неплотность в приборе - это
чревато большими проблемами (и возможно, уже не Вашими), так что БУДЬТЕ
ОСТОРОЖНЫ.
Прибор
2-х литровая колба с капельной воронкой и дефлегматором (в крайнем случае
можно и без него). К концу дефлегматора прикреплён резиновый шланг. Вторая
колба объёмом 2 л, заткнута резиновой пробкой с двумя стеклянными трубками
(именно резиновой, не использовать шлифы), одна доходит до середины колбы -
через неё подаётся синильная кислота, другая до верха и соединена с
поглотителем (патрон от армейского противогаза).
Синтез
В колбу поместить 180-200 г K3[Fe(CN)6] (калий железосинеродистый, красная
кровяная соль) и 300-400 мл воды. Нагреваем почти до кипения, и по каплям,
медленно, добавляем серную кислоту (180-200 мл концентрированной разбавить с
равным объёмом воды. Можно использовать и электролит для аккумуляторов - 600-
700 мл.). Во вторую колбу наливаем раствор 100-150 г КОН в 500 мл этилового
спирта. Спирт предварительно выдержать с КОН и перегнать. Если использовать
неочищенный спирт, то продукт будет коричневого цвета. Я думаю, подойдёт и
изопропиловый, если нет этанола. В процессе реакции колбу необходимо сильно
взбалтывать и периодически охлаждать. KCN выпадает в осадок, его фильтруем и
отжимаем, а затем 2 раза промываем спиртом. Сушить можно на не сильно горячей
плитке.
Выход чистого KCN около 100 гр.
Теоретически в реакции можно использовать и K4[Fe(CN)6] (калий железисто-
синеродистый, жёлтая кровяная соль).
В целом синтез элементарный, но возможны следующие ошибки:
1. Если сразу прилить много кислоты, то возможен выброс.
2. Трубка в колбе со щёлочью не должна касаться жидкости - иначе возможно
засасывание спирта в первую колбу и выброс синильной кислоты
гарантирован.
3. Если слабо взбалтывать колбу, то не вся синильная кислота поглощается.
Ацетонциангидрин (ос-оксиизобутиронитрил) , Тпл = -19°С, Т. кип = 120°С (с
разл.), 82°С при 23 мм рт.ст., d = 0.93. Используется в производстве метакри-
ловой кислоты и её эфиров, метакрилонитрила (оргстекло - это
полиметилметакрил ат) .
Сминез прост: к 1 молю АЦГ добавляем раствор 1 моля NaOH в минимальном
количестве воды. Так как циангидрины разлагаются щелочами на исходное
карбонильное соединение и синильную кислоту, получаем раствор цианида натрия +
ацетон (небольшой органический слой, его отделяем). При желании можно
выкристаллизовать цианид из изопропанола, вылив эту смесь в него.
Цианат натрия5
ЫагСОз сначала нагревают до 150-350°С. К этому сухому порошку постепенно, с
перемешиванием, добавляется мочевина. Нагревание уменьшают по мере
продолжения реакции. Выход продукта увеличивается, и содержание щелочи в продукте
уменьшается, если охлаждать реакцию до 20°С перед добавлением каждой
последующей порции мочевины, и получившийся NaOCN выдерживают при 180-300°С, пока
испарение примесей не прекращается. В этом случае мочевина добавляется к
ЫагСОз в 3-х равных частях. Цианат высокой чистоты получается с выходом 96-99
%. Цианиды в продукте необнаружимы.
Как получить из мочевины цианат калия6?. Смесь 57 г мочевины и 50 г
безводного К2СОз нагревают в фарфоровой чашке, постепенно увеличивая температуру.
Вначале смесь плавится, потом затвердевает, потом снова плавится. Нагревание
продолжают, пока не прекратят выделяться газы (но не переборщите, иначе
продукт реакции разложится!). Расплав выливают в металлическую ступку и ещё
горячим растирают в порошок. Так получают около 50 г цианата калия KCNO. Этот
процесс интересен тем, что воспроизводит "в обратном порядке" знаменитый
синтез Ф. Вёлера 1828 года. Вёлер, упаривая раствор цианата (правда, не калия, а
аммония), получил мочевину: так впервые органическое соединение было
синтезировано из неорганического.
Химизм процесса в нашем случае таков. При нагревании мочевины до 150-160°С
сначала образуется продукт конденсации двух её молекул - биурет H2N-CO-NH-CO-
NH2. При более высокой температуре, около 200°С, мочевина и биурет
разлагаются с выделением циановой кислоты HCNO и аммиака.
5 Цианаты гораздо менее токсичны цианидов, что используется для дегазации последних.
Так, например, для человека смертельная доза NaNCO составляет около 13 г, а ПДК в
воздухе рабочей зоны 0.7 мг/м3.
6 "Химия и Жизнь", №2 1992 г., стр. 75
Электроника
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ АТХ
(интернет-дайджест)
Введение
Собственно, идея сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным
напряжением и током из компьютерного - не нова. В интернете встречается
немало вариантов подобных переделок.
Преимущества очевидны:
1. Такие блоки питания буквально «валяются под ногами».
2. Они содержат в себе все основные компоненты, а главное, готовые
импульсные трансформаторы.
3. Они имеют превосходные массогабаритные характеристики - подобный
трансформаторный блок питания весил бы более 10 кг (этот 1,3 кг всего).
Правда, они не лишены и недостатков:
1. Из-за импульсного преобразования - выходное напряжение содержит богатый
спектр высокочастотных помех, что делает их ограниченно применимыми для
питания радиостанций.
2. Не позволяют гарантированно получить низкое напряжение на выходе (менее
5 В) при малых токах нагрузки.
И, тем не менее, такой блок питания прекрасно подходит для питания
электроники в домашних условиях, при проверке и отладке электронных устройств.
Выходное напряжение — от 1 до 20 В
Выходной ток — до 10 А
А если нужно больше? Следует учесть, что выходное напряжение создается
импульсным трансформатором. Его можно заменить или домотать. Но даже без
замены, если расплети косичку, и все обмотки соединить последовательно, сохраняя
фазировку, то можно получить выходное напряжение до 150 вольт. Соответственно
выходной ток при таком напряжении будет меньше. Если мощность БП 200 Вт, это
позволяет получить 10 А при 20 В, при 150 вольтах максимальный ток будет
200/150=1,3 А.
Выходное напряжение — от 0 до 150 В
Выходной ток — до 1 А
Для начала, давайте разберёмся, какие блоки питания годятся для переделки.
Лучшим образом, для лабораторного блока питания годятся как раз старые блоки
питания AT или АТХ, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: |iPC494, |iA494,
UTC51494, КА7500, IR3M02, МВ3759 и т.д.) мощностью 200 - 250 Вт. Таких
встречается большинство! Современные АТХ12В, на 350 - 450 Вт, конечно тоже не
проблема переделать, но всё же они лучше годятся для блоков питания с
фиксированным выходным напряжением (например, 13,8 В).
Для дальнейшего понимания сути переделки, рассмотрим принцип работы блока
питания для компьютера.
Более-менее стандартизированные блоки питания (PC/XT, AT, PS/2) для
компьютеров появились в начале 80-х годов благодаря компании IBM, и просуществовали
до 1996 года. Давайте рассмотрим их принцип действия по структурной схеме:
Структурная схема блока питания AT
Сетевое напряжение поступает в блок питания через фильтр электромагнитных
помех, который препятствует распространению высокочастотных помех от
импульсного преобразователя в питающую сеть. За ним следует выпрямитель и
сглаживающий фильтр, на выходе которого получаем постоянное напряжение 310 В. Это
напряжение поступает на полумостовой инвертор, который преобразует его в
прямоугольные импульсы и подаёт на первичную обмотку понижающего трансформатора
Т1.
Напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на выпрямители и
сглаживающие фильтры. В итоге, на выходе мы получаем необходимые постоянные
напряжения.
При подаче питания, в начальный момент, инвертор запускается в режиме
автогенерации, а после появления напряжений на вторичных выпрямителях, в работу
включатся ШИМ-контроллер (TL494), который синхронизирует работу инвертора,
подавая запускающие импульсы в базы ключевых транзисторов через развязывающий
трансформатор Т2.
В блоке питания используется широтно-импульсное регулирование выходного
напряжения. Для увеличения напряжения на выходе, контроллер увеличивает
длительность (ширину) импульсов запуска, а для уменьшения - уменьшает.
Стабилизация выходного напряжения в таких блоках питания часто
осуществляется только по одному выходному напряжению (+5 В, как самому важному), иногда
по двум (+5 и +12), но с приоритетом +5 В. Для этого, на вход компаратора
контроллера (вывод 1 TL494, через делитель) поступает выходное напряжение.
Контроллер подстраивает ширину импульсов запуска, для поддержания этого
напряжения на необходимом уровне.
Также, блок питания имеет систему защиты 2 видов. Первую - от превышения
суммарной мощности и короткого замыкания, и вторую, от перенапряжения на
выходах. В случае перегрузки, схема останавливает работу генератора импульсов в
ШИМ-контроллере (подавая +5 В на вывод 4 TL494).
Кроме того, блок питания содержит узел (на схеме не показан), формирующий
на выходе сигнал POWER_GOOD («напряжения в норме»), после выхода блока
питания на рабочий режим, разрешающий запуск процессора в компьютере.
Блок питания AT (PC/XT, PS/2) имеет всего 12 основных проводов для
подключения к материнской плате (2 разъёма по 6 контактов) . В 1995 году компания
Intel с ужасом обнаружила, что существующие блоки питания не справляются с
возросшей нагрузкой, и ввела стандарт на 20/24-контактный разъём. Кроме того,
мощности стабилизатора +3,3 В на материнской плате для питания процессора
также перестало хватать, и его перенесли в блок питания. Ну и Microsoft,
ввела в операционную систему Windows, режимы управления питанием Advanced Power
Management (АРМ)... Так, в 1996 году появился современный блок питания АТХ.
Рассмотрим отличия блока питания АТХ от старых AT по его структурной схеме
(ниже) .
Режим Advanced Power Management (АРМ) потребовал отказаться от сетевого
выключателя и ввести в блок питания второй импульсный преобразователь -
источник дежурного напряжения +5 В. Этот маломощный блок питания работает всегда,
когда сетевая вилка включена в сеть. Первичное напряжение на него поступает
от того же выпрямителя и фильтра, что и на основной инвертор.
Кроме того, питание на ШИМ-контроллер в АТХ поступает от этого же дежурного
источника (не стабилизированные 12 — 22 В), а автозапуск инвертора
отсутствует. Поэтому, блок питания стартует только при наличии импульсов запуска от
контроллера. Включение основного блока питания осуществляется включением
генератора импульсов ШИМ-контроллера сигналом PS_ON (замыканием его на массу)
через схему защиты.
-220 V
L
-220V
= 310V
>
Gnd
>
Фильтр
электромагнитных
помех
Выпрямитель
первичного
напряжения
и фильтр
Т—И
Инвертор
Т2 ^^—^^
Выпрямители
вторичных
напряжений
и фильтры
Источник
дежурного
питания
+5V
Питание шим
и схемы
выключения ,
Fan
TL494
Vlnl DTC
ШИМ
контроллер
Т
Схема
защиты
и
выключения
X
Структурная схема блока питания АТХ
-<+12V
-^ -12V
■ч( -5V
-^ + 5V
■^ +3.3V
-С Gnd
■<
PS_ON
Т_
-ч( +5V ST_BY
Как выбрать блок
питания для переделки?
Как известно, блоки питания изготавливаются в Китае. А это может повлечь за
собой отсутствие некоторых компонентов, которые они сочли «лишними»:
1. На входе может отсутствовать фильтр электромагнитных помех. Самое
главное в фильтре - это дроссель, намотанный на ферритовом кольце. Обычно, его
прекрасно видно сквозь лопасти вентилятора. Вместо него могут оказаться
проволочные перемычки. Наличие фильтра - косвенный признак качественного блока
питания!
Элементы фильтра электромагнитных помех
2. Также, нужно посмотреть на размер понижающего трансформатора (тот
который побольше). От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота
его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором
высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200.
3. Для проверки работоспособности блока питания подключите к нему нагрузку.
Я использую автомобильные лампы фар мощностью 50 - 55 Вт напряжением 12 В.
Обязательно одну подсоедините к цепи +5 В (красный провод) , а вторую, к цепи
+12 В (жёлтый провод). Включите блок питания. Отсоедините разъём вентилятора
(или, если на нём сэкономили китайцы, просто остановите рукой). Блок питания
не должен пищать.
Спустя минуту отключите его от сети и пощупайте рукой температуру
радиаторов и дросселя групповой фильтрации в фильтре вторичных напряжений. Дроссель
должен быть холодный, а радиаторы тёплыми, но не раскалёнными!
Я использовал блок питания 1994 года выпуска мощностью 230 Вт - тогда ещё
не экономили.
Переделка
блока питания
Начать нужно с чистки блока питания от пыли. Для этого отсоедините
(отпаяйте) от платы сетевые провода и провода к переключателю 110/220 - он нам
больше не понадобится, т.к. в положении 220 В выключатель разомкнут. Выньте плату
из корпуса. Пылесос, жёсткая кисточка, и вперёд!
Далее, нужно попытаться найти электрическую принципиальную схему вашего
блока питания1, или хотя бы максимально на неё похожую (отличаются они не
существенно) . Она вам поможет ориентироваться в номиналах «отсутствующих»
компонентов . Я не исключаю, что, как и мне, вам придётся некоторые узлы
срисовывать с платы.
Далее нужно выполнить несколько общих модификаций по установке недостающих
частей и умощнению цепей первичного напряжения и инвертора. Рассмотрим на
примере электрической схемы моего блока питания.
-220V
L Fl 4A
Grid
И
RTH1
5D-9
+310V
^Ч^\
т L1J |« i
CI
O.luF
2.2uF
400V
to PWM
Схема фильтра электромагнитных помех, выпрямителя и фильтр
первичного напряжения, и инвертора после переделки
1 Рекомендую искать здесь: http://electro-tech.narod.ru/schematics/power/comp.htm
Номиналы заменяемых компонентов на схеме выделены красным цветом. У вновь
устанавливаемых компонентов, красным цветом выделены позиционные обозначения.
Что следует сделать:
1. Проверьте наличие всех конденсаторов и дросселя в фильтре
электромагнитных помех. При отсутствии - установите их (у меня отсутствовал только
С2) . Я также установил второй, дополнительный фильтр помех, выполненный
в виде гнезда для подключения сетевого шнура.
2. Посмотрите типы используемых диодов в выпрямителе (Dl - D4) . Если там
стоят диоды с током до 1 А (например, 1N4007) - замените их минимум на
2-х амперные, или установите диодный мост. У меня стоял 2-х амперный
мост.
3. В подавляющем большинстве блоков питания в фильтре первичного напряжения
установлены конденсаторы ёмкостью не более 200 мкФ (С5 - С6). Для отдачи
полной мощности, замените их конденсаторами ёмкостью 470 - 680 мкФ,
подходящими по размерам, напряжением не менее 200 В. Предпочтение следует
отдавать группе 10 5 ° С.
4. Транзисторы в полумостовом инверторе (Ql, Q2) могут быть самые
разнообразные . В принципе, большинство из них греется не криминально. Для
снижения нагрева, их можно заменить на более мощные - например, 2SC4706,
установив их на радиатор, через изолирующие прокладки. Я пошёл ещё
дальше и заменил оба радиатора на более эффективные.
5. В процессе испытания блока питания под максимальной нагрузкой, у меня
нагрелся и лопнул конденсатор С7 (обычно это 1 мкФ 250 В) . Этот
конденсатор не должен греться вообще. Я думаю, он был неисправен, но заменил
его всё же на 2,2 мкФ 400 В.
Теперь рассмотрим структурную схему переделанного блока питания
~220V =310V Т1
>
Gnd
Фильтр
электромагнитных
помех
Выпрямитель
первичного
напряжения
и фильтр
ш
Схема
управления
1
Инвертор
4 000/4QQQ_yJ
Т2 ^—я-—-я
Vinl
TL494
Vln2 ШИМ DTq*-
контроллер
X
Схема
защиты
Т
Выпрямитель
вторичного
напряжения
и фильтр
Структурная схема лабораторного блока питания
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме
одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), переделать схему защиты,
добавить схему управления, шунт и измерительные приборы. Элементы схемы
POWER_GOOG можно удалить. Теперь подробнее.
Для снятия выходного напряжения используется 12-вольтовая обмотка
понижающего трансформатора Т1. А вот, выпрямитель и фильтр удобнее монтировать на
месте 5-вольтового - там больше места под диоды и конденсаторы.
Выпрямитель вторичных напряжений и фильтр, после переделки должны выглядеть
следующим образом:
R2 4.7
_С2
"lOnF
_fi t—It f f f f f f
^D21 =Lci UU J[C3 C4zL J^C5 J^C6 П R5 J_C7
Й T TlOnFlnpl у1Лп, O.IufT |2200uF T2200ufM \?J Tl.OuF
[ 44VD I 10nF ^7 -L J-25V J-25V X2W±
I ' -¥- D4
Dl, D2 R3 4'7 ЦК001
1N4001 „ <mr*T*^A «ГЛ Ч/J-J
D3 60CPQ150 I ydd
=L= C8 =LC9
470uF
J_ 16V -L
O.luF
Fan
R4 33
-1= CIO -Ё Cll
lOOOuF
_l_ 25V -L 25V
^Vcc
470 uF
Схема выпрямителя вторичных напряжений после переделки
Что следует сделать:
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За
исключением демпферных цепочек R1, С1, R2, С2 и R3, СЗ и дросселя L2.
Впоследствии, при выходном напряжении порядка 20 В я заметил нагрев
резистора R1 и заменил его на 22 Ом.
2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки
трансформатора Т1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её
соединение с диодами выпрямителя -5 В (он нам ещё понадобится).
3. На месте диодной сборки выпрямителя +5 В (D3) установите сборку на
диодах Шоттки на ток 2x30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например,
63CPQ100, 60CPQ150. (Штатная 5-ти вольтовая сборка диодов имеет обратное
напряжение всего 40 В, а штатные диоды в выпрямителе 12 В рассчитаны на
слишком слабый ток - их использовать нельзя.) Эта сборка практически не
греется при работе.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой
обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи R1, С1,
подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы
(С5, С6) ёмкостью 1000 - 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также
добавьте керамические конденсаторы С4 и С7. Установите вместо штатного,
нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт.
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой
фильтрации (Ы) не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с
него все обмотки, считая витки. (Обычно, 5 В обмотки содержат 10 витков,
а 12 В - 20 витков.) Намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными
вместе диаметром 1,0 - 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и
числом витков 25-27. Если же дроссель грелся, то его сердечник испорчен
(есть такая проблема у порошкового железа - «спекается») то придётся
искать новый сердечник из порошкового железа (не ферритовый!). Мне
пришлось купить кольцевой сердечник белого цвета чуть большего диаметра и
намотать новую обмотку. Вообще не греется.
7. Дроссель L2 остаётся штатный, от 5-ти вольтового фильтра.
8. Для питания вентилятора используется 5-вольтовая обмотка, и разводка
выпрямителя -5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные,
от выпрямителя -5 В (Dl, D2), их необходимо запаять обратной
полярностью. Дроссель уже не нужен - запаяйте перемычку. А на место штатного
конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В,
естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра
(бывш. -5 В) , к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма,
установите керамический конденсатор С 9. Напряжение на вентиляторе у меня
составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
9. В цепи питания ШИМ-контроллера (Vcc), необходимо увеличить ёмкости
конденсаторов фильтров СЮ и СИ. Напряжение с конденсатора СЮ (Vdd)
используется для питания цифровых амперметра и вольтметра.
Схема защиты по превышению суммарной мощности остаётся без изменений.
Изменяется только схема защиты от перенапряжения на выходе. Вот, окончательная
схема:
R2 39 Dl 1N4148
toPWM
Схема блока защиты после переделки
При увеличении нагрузки на инверторе свыше допустимой, увеличивается ширина
импульсов на среднем выводе развязывающего трансформатора Т2. Диод D1
детектирует их, и на конденсаторе С1 увеличивается отрицательное напряжение.
Достигнув определённого уровня (примерно -11 В), оно открывает транзистор Q2 че-
рез резистор R3. Напряжение +5 В через открытый транзистор поступит на вывод
4 контроллера, и остановит работу его генератора импульсов. В вашем блоке
питания такая защита может быть организована иначе. В любом случае, трогать её
не нужно.
Из схемы выпаиваются все диоды и резисторы, подходящие от вторичных
выпрямителей к базе Q1, и устанавливается стабилитрон D3 на напряжение 22 В,
например, КС522А, и резистор R8.
В случае аварийного увеличения напряжения на выходе блока питания выше 22
В, стабилитрон пробьётся и откроет транзистор Q1. Тот в свою очередь откроет
транзистор Q2, через который на вывод 4 контроллера поступит напряжение +5 В,
и остановит работу его генератора импульсов.
Осталось собрать схему управления, и подключить её к ШИМ-контроллеру.
Рассмотрим другой конкретный вариант переделки. Схема ATX (FA-5-2 ver. 3.2
250W) - см. вкладку и ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-a4.rar.
Итак, первое, что нам нужно сделать - проверить, какое максимальное
напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем
предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.
R49 R50 R51
82k 150k 2,7k
8 3 8 Я I
s
?
5
2
|
-
1
I
-
|
"
|
'
4
1
I
5
?,
X
-
if
a.
1
I
-
о
о
5
1
1
1
-
С)
О.
I
•
о1
а
1
г
с»
1
I
-
сГ
а_
a
а
а.
S
I
s
о"
о.
t
i
-1
о
г
3
I
I
V
к
I
1
*
Е
с
г
2
I
1
-
в
1
г
J
2
g
R
^~^QT>
sa 5 Гик г
V с=з А-а-l
J—oo
2 (:
со с v*j— m
en a /Я—uJ
< * °"TtL
CO Q. Vft—CO
Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у
нас на выходе - максимальное напряжение.
Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в
том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно
подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А
вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим - она использует выходные
напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у
нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе С28.
Итак, БП запустился. Появились выходные максимальные напряжения.
Внимание! Выходные напряжения - больше тех, на которые рассчитаны выходные
конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Их надо поменять на
подходящие.
Итак, подучилось по +12В - 24В, а по +5В - 9.6В. Похоже, запас по
напряжению ровно в 2 раза. Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а
выходной ток - на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200 Вт
мощности.
Переделка
выходной
части
Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой, как на рис. ниже.
Синфазный дроссель я немного переделал - соединил последовательно обмотку
которая для 12В и две обмотки для 5В, в итоге получилось около 100 мкГн, что
достаточно. Еще я заменил конденсатор тремя включенными параллельно 1000
мкФ/25В.
Охлаждение - вот тут пришлось повозиться! После нескольких секунд под
полной нагрузкой больше всех грелась выходная диодная сборка.
В сборке стоят обычные диоды, я думал заменить их диодами Шоттки. Но
обратное напряжение на этих диодах оказалось порядка 100 вольт, а как известно,
высоковольтные диоды Шоттки не намного лучше обычных диодов.
Поэтому, пришлось прикрутить кучу дополнительных радиаторов (сколько
влезло) и организовать активное охлаждение.
Откуда брать питание для вентилятора? Вот и я долго думал, но таки
придумал. tl494 питается от источника напряжением 25В. Берем его (с перемычки J3
на схеме) и понижаем стабилизатором 7812.
После модификации, выход выглядит так:
Схема управления
Схема управления представляет собой два усилителя (тока и напряжения),
которые подключаются к штатным входам компараторов ошибки контроллера. Их у
него 2 (выводы 1 и 16 TL494) и работают они по ИЛИ. Это и позволяет получить
как стабилизацию напряжения, так и тока. Окончательная схема блока управления
приведена далее.
На операционном усилителе DA1.1 собран дифференциальный усилитель в цепи
измерения напряжения. Коэффициент усиления подобран таким образом, что при
изменении выходного напряжения блока питания от 0 до 20 В (с учётом падения
напряжения на шунте R7) , на его выходе сигнал меняется в пределах 0...5 В.
Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов
R2/R1=R4/R3.
Обратите внимание: для корректного измерения напряжения, резисторы R1 и R3
подключены отдельными тонкими проводами непосредственно к присоединительным
клеммам выходного напряжения.
Схема блока управления
На операционном усилителе DA1.2 собран усилитель в цепи измерения тока. Он
усиливает величину падения напряжения на шунте R7. Коэффициент усиления
подобран таким образом, что при изменении тока нагрузки блока питания от 0 до
10 А, на его выходе сигнал меняется в пределах 0...5 В. Коэффициент усиления
зависит от соотношения сопротивлений резисторов R6/R5.
В качестве датчика тока (R7) я использовал стандартный измерительный шунт
75ШИП1500.5 с довольно низким сопротивлением - 0,0015 Ом. Поэтому, в цепь
измерения я включил ещё и соединительные провода, которыми присоединяется шунт.
Это позволило отказаться от дифференциального усилителя и снизить количество
проводов. Резистор R5 подключен непосредственно к общему проводу вблизи
операционного усилителя, а неинвертирующии вход (вывод 5) подключен к тому же
проводу (от R3), идущему к отрицательной клемме.
Измерительный шунт 75ШИП1500.5
При использовании шунта с другим сопротивлением и при другой длине
присоединительных проводов, потребуется подобрать резистор R5 таким образом, чтобы
максимальный ток стабилизации соответствовал 10 А.
Сигналы с обоих усилителей (напряжения и тока) подаются на входы
компараторов ошибки ШИМ-контроллера (выводы 1 и 16 DA2) . Для установки необходимых
значений напряжения и тока, инвертирующие входы этих компараторов (выводы 2 и
15 DA2) подключены к регулируемым делителям опорного напряжения (переменные
резисторы R8, R10). Напряжение +5 В для этих делителей снимается с
внутреннего источника опорного напряжения ШИМ-контроллера (вывод 14 DA2).
Резисторы R9, R11 ограничивают нижний порог регулировки. Конденсаторы С2,
СЗ устраняют возможный «шум» при повороте движка переменного резистора.
Резисторы R14, R15 также установлены на случай «обрыва» движка переменного
резистора .
На операционном усилителе DA1.4 собран компаратор для индикации перехода
блока питания в режим стабилизации тока (LED1).
В схеме я использовал счетверённый операционный усилитель LM324A, но можно
использовать и другие, работающие в широком диапазоне питающих напряжений,
например, два сдвоенных LM358. Питание на него (Vcc) подаётся от цепи питания
ШИМ-контроллера (от вывода 12 DA2) которое варьируется в пределах 5...25 В, в
зависимости от выходного напряжения блока питания.
Для подключения усилителей к ШИМ-контроллеру (DA2), нужно предварительно
отпаять от него все штатные компоненты, идущие к выводам 1, 2, 3, 15 и 16.
Управляющая электроника на
операционных усилителях
tint
"(J" 10*
Управление микросхемой TL494 осуществляем через вывод 4, а встроенные опе-
рационники отключаем. Вся схема блока питания работает устойчиво, без
возбуждения и перерегулирования. Но обязательно подобрать цепь коррекции С4 и Сб.
Как это сделать по-простому? Да очень просто - опытным путем, без расчетов.
Подключаем на выход блока обычный дроссель групповой стабилизации напрямую,
+12 вольтовыми выводами. Становимся осциллографом и смотрим что на выходе.
Если вместо постоянки колебательный процесс, то коррекция не настроена,
необходимо продолжить настройку.
На микросхеме ОУ LM324 (или любой другой счетверенный низковольтный опера-
ционник, который может работать в однополярном включении и при входных
напряжениях от О В) собран измерительный усилитель выходного напряжения и тока,
который будет давать измерительные сигналы на TL494 через вывод 4. Резисторы
R8 и R12 задают опорные напряжения. Переменный резистор R12 регулирует
выходное напряжение, R8 - ток. Токоизмерительный резистор R7 на 0.05 ом должен
быть мощностью 5 ватт (102*0.05 ом). Питание для ОУ берём с выхода "дежурных"
20В БП АТХ.
Обратите внимание чтобы на вашем блоке стояли Y - конденсаторы. Китайцы
часто экономят на них и не ставят. Без них большой уровень шума на выходе
блока и регуляторы ток и напряжения работают плохо.
Больше всех греется выходная диодная сборка, поэтому вентилятор оставляем.
Питание для вентилятора берем от источника напряжением 25В, которое питает
TL494 пониженное стабилизатором 7812. Лучше установить его так, чтобы он дул
внутрь корпуса. Нагрузочный резистор 470 ом 1 Вт.
В качестве вольтметра и амперметра можно использовать либо стрелочные
приборы включённые как полагается, либо цифровой вольтамперметр, которые нужно
подключить к шунту или выходам LM324 (вывод 8 - напряжение, вывод 14 - ток,)
и отградуировать тестером.
Питать цифровые вольтметры можно с "дежурных" 5В - там преобразователь на
2А 5В.
Если регулировка тока в какой-то момент не нужна, то R8 просто выкручиваем
на максимум. Стабилизироваться БП будет так: если, например, установлено 15В
ЗА, то если ток нагрузки меньше ЗА - стабилизируется напряжение, если больше
- то ток.
Получится лабораторный БП с регулировкой напряжения 0-22В и тока 0-10А.
Основные технические характеристики:
в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 10 А
Коэффициент стабилизации
Напряжение пульсаций, мВ, не более
Выходное сопротивление, Ом
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А
Напряжение пульсаций, мВ, не более
0. .
200
200
0,2
0. .
30
.22
. ..300
.10
Регулируемый
от 0 до 150
лабораторный
блок питания
Все тоже самое, но подвергаем доработке трансформатор, и вместо двух диодов
ставим мостик на четырех UF304 и конденсаторы по выходу 200в 220 мкф.
Нагрузочный резистор 4,7 ком 1 Вт. У трансформатора расплетаем косичку, и все
обмотки соединяем последовательно сохраняя фазировку. Плата управления та же,
меняется только R3 на 100 кОм.
Основные технические характеристики:
в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 1 А
Коэффициент стабилизации
Напряжение пульсаций, мВ, не более
Выходное сопротивление,
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А
Напряжение пульсаций, мВ, не более
0...150
100. .
1000
0,8
0. . .1
1000
.200
Управляющая
электроника
Смотрите схему в ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-a4.rar.
Если кратко, то - U1A - дифференциальный усилитель тока. При максимальном
токе, на выходе получается 2.56В, что совпадает с опорным у АЦП контроллера.
U1B - собственно токовый компаратор - если ток превышает порог, заданный
резисторами, tl494 "затыкается".
U2A - индикатор того, что БП работает в режиме ограничения тока.
U2B - компаратор напряжения.
U3A, U3B - повторители с переменников. Дело в том, что переменники
относительно высокоомные, да еще и сопротивление их меняется. Это значительно
усложнит компенсацию обратной связи. А вот если их привести к одному
сопротивлению, то все становится значительно проще.
С контроллером все понятно - это банальная атмега8. Прошивка относительно
простая, но, тем не менее, рабочая. Исходник и прошивка здесь:
ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-a4.rar
Контроллер работает на 8МГц от RC генератора (нужно поставить
соответствующие фюзы).
По-хорошему, измерение тока нужно перенести на "высокую сторону", тогда
можно будет мерить напряжение непосредственно на нагрузке. В этой схеме при
больших токах в измеренном напряжении будет ошибка до 200мВ.
Измерительная
панель
На ней индикаторы, потенциометры, светодиод. Для того, чтобы не тащить кучу
проводов к 7-сегментникам, я использовал сдвиговые регистры 74АС164. Почему
АС, а не НС? У НС максимальный суммарный ток всех ножек - 50мА, а у АС - по
25мА на каждую ножку. Ток индикаторов я выбрал 20мА, то есть 74НС164 точно бы
не хватило по току.
Схему измерительной панели можно взять здесь:
ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-a4.rar
Системы
ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
ГЛАВА 10.
МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ1
В течение последних 30 лет стандартным напряжением питания (VDD) цифровых
схем оставалось напряжение 5 В. Такое значение напряжения использовалось для
обеспечения нормального режима работы биполярного транзистора. Однако в конце
80-х стандартной технологией при проектировании ИС стала технология КМОП. Для
микросхем КМОП не является обязательным использование того же напряжения, что
и для микросхем, выполненных по технологии ТТЛ, но для обеспечения
совместимости со старыми системами промышленность адаптировала уровни логических
сигналов к уровням сигналов ТТЛ.
Нынешняя революция в снижении напряжения питания микросхем происходит по
причине роста требований к скорости и компактности интегральных микросхем при
минимальной стоимости. Эти растущие требования привели к уменьшению размеров
топологии кристалла с 2 мкм (в начале 80-х) до 0.25 мкм; такая топология
используется при разработке современных микропроцессоров и ИС. Благодаря тому,
1 Этан Бордо, Иоханнес Хорват, Уолт Кестер
что эти размеры стали значительно меньше, напряжение, необходимое для
оптимальной работы устройства, также упало ниже уровня в 5 В. Это видно на
примере микропроцессоров для компьютеров, где оптимальное значение напряжения для
питания ядра процессора определяется с помощью выводов идентификации
напряжения питания (VID pins) и может снижаться вплоть до уровня 1.3 В.
Большой интерес к низковольтным DSP отчетливо наблюдается в смещении
процента продаж между 5 В и 3,3 В микросхемами. Объем продаж 3.3-вольтовых DSP
вырос более чем вдвое по сравнению с остальными DSP (30% для всех DSP, 70% -
устройства с напряжением питания 3.3 В). Этот процесс будет продолжаться, так
как огромный и постоянно растущий рынок портативных устройств потребляет
цифровые сигнальные процессоры, которые обладают всеми чертами низковольтных
цифровых процессоров.
С одной стороны, низковольтные ИС работают при малой потребляемой мощности,
имеют меньшие размеры и более высокие скорости. С другой стороны,
низковольтные ИС часто должны работать совместно с ИС, которым необходимо большее
напряжение питания VDD, из-за чего возникают проблемы совместимости. Хотя
низкое рабочее напряжение означает уменьшение размаха сигнала, и следовательно,
шум переключения становится меньше, но для микросхем с низким напряжением
питания уменьшается допустимый для нормальной работы устройства уровень шума
(запас помехоустойчивости).
■ Малая потребляемая мощность для применения
в портативных устройствах
■ ИС с напряжением питания 2.5 В могут работать от двух
щелочных элементов
■ Высокое быстродействие КМОП-процессоров, меньшие
размеры, меньшее напряжение пробоя
■ Несколько напряжений питания в системе: +5 В, +3.3 В,
+2.5 В, напряжение питания ядра процессора +1.8 В,
напряжение питания аналоговой части
■ Между ИС разных стандартов требуется интерфейсы
■ Меньшая амплитуда напряжения сигнала образует меньше
шума при переключении
■ Меньший запас помехоустойчивости
■ Меньшее напряжение питания в аналоговых схемах
приводит к уменьшению размаха сигнала и увеличивает
чувствительность к шумам (но это предмет целого
семинара!)
Рис. 10.1. Низковольтные ИС со смешанными сигналами
Популярность устройств с напряжением питания 2.5 В может быть отчасти
объяснена их способностью работать от двух щелочных элементов типа АА. На рис.
10.2 показаны характеристики щелочного элемента при различной величине
нагрузки. Обратите внимание, что при токе нагрузки 15 мА напряжение остается на
уровне выше 1.25 В (2.5 В для двух последовательно соединенных элементов) в
течение приблизительно 100 часов. Поэтому ИС, которые могут успешно работать
при низком потребляемом токе и напряжении питания 2.5 В±10% (2.25 В - 2.75
В) , особенно полезны для портативной аппаратуры. Цифровые процессоры,
обладающие низким соотношением мА/MIPS (потребляемый ток/производительность) и
имеющие периферию, интегрированную на одном чипе, как например, ADSP-218x L
или М-серии, также рекомендованы для применения в портативных устройствах.
1.8-t
ш" 1 7 J
X 1 -'1
I
Ш 1 rJ
v* '-D1
£ 15
i 14
1 4 J
I -О 1
1.25---
1 9 J
" 1
1 1 J
1.1 I
1.0
Л Q 1
U.a 1
0.8 J
I *
1
3.9 ОМ \
1 i »
24 OM
i
OHMS
mA I
3.9 ~ Zftj 1
24 - 50
75-15
"\ 75 °M I
—м i I
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
ВРЕМЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Рис. 10.2. Разрядные кривые щелочных элементов Duracell MN 1500 "АА"
Для того чтобы разобраться в вопросах совместимости и взаимодействия друг с
другом микросхем с различными напряжениями питания VDD, полезно для начала
взглянуть на структуру типичной логической ячейки КМОП, которая показана на
рис.10.3.
Vdd
V|H MIN
Высокий
= "1'
ВХОДО
изкии
= "0"
?
Vdd
ЛОГИЧЕСКАЯ
СХЕМА
OVi
DD
PMOS
Высокий]
-О выход
NMOS
Низкий
= "0"
'{I
^ Vilmax = Макс. доп. напряжение "низкого" уровня на входе
Vih min = Мин. доп. напряжение "высокого" уровень на входе
Vol мах = Макс. доп. напряжение "низкого" уровня на выходе
Vohmin = Мин. доп. напряжение "высокого" уровня на выходе
,Vdd
VoH MIN
Vol max
0V
Рис. 10.3. Типичная структура выходного каскада микросхемы КМОП
Обратите внимание, что выходной драйвер состоит из МОП-транзистора с
каналом р-типа (PMOS) и МОП-транзистора с каналом n-типа (NMOS). Когда на выходе
высокий логический уровень, транзистор PMOS подключает выход каскада к шине
питания +Vdd через своё небольшое внутреннее сопротивление (Ron), транзистор
NMOS в это время выключен. Когда на выходе низкий логический уровень,
транзистор NMOS подключает выход к земле через своё внутреннее сопротивление, а
транзистор PMOS в это время выключен. Сопротивление Ron выхода имеет величину
от 5 до 50 Ом в зависимости от размеров транзисторов; эти размеры также
определяют величину допустимого выходного тока.
Типичная логическая ИС обладает отдельными цепями питания и земли для
выходного драйвера и для остальной части схемы (включая предрайвер). Это
делается для того, чтобы обеспечить "чистое" напряжение питания, и таким образом
уменьшить влияние шума и помех по шине земли на входные и выходные сигналы.
Это особенно важно, т.к. обеспечиваемая конструктивно дополнительная
устойчивость и совместимость микросхем негативно влияет на характеристики драйверов
входа/выхода, особенно при низких напряжениях питания.
На рис. 10.3 также изображены диаграммы-"столбики", на которых показаны
минимальные и максимальные требуемые уровни входного и выходного напряжения,
достоверно обеспечивающие высокий или низкий логические уровни. Имейте в
виду, что для ИС, выполненных по технологии КМОП, реальные уровни сигналов на
выходе определяются током нагрузки и внутренним сопротивлением Ron выходных
транзисторов. Для небольшой нагрузки уровень выходного логического сигнала
очень близок к 0 В или +Vdd. С другой стороны, логические пороги на входе
определяются входной схемой ИС.
На диаграмме-"столбике", соответствующем входу, имеется три части. Нижняя
часть показывает диапазон входного сигнала, который воспринимается как низкий
логический уровень. В случае с ТТЛ-логикой с напряжением питания 5 В, этот
диапазон будет соответствовать значению напряжения от 0 В до 0.8 В. Средняя
часть показывает диапазон входного напряжения, в котором уровень сигнала не
воспринимается гарантированно как низкий или высокий. Верхняя часть
соответствует входному сигналу, который воспринимается как высокий логический
уровень. В случае 5-вольтовой ТТЛ-логики, этот сигнал будет иметь напряжение от
2 до 5 В.
Аналогичным образом, на "столбике", соответствующем выходу, имеется три
части. Нижняя часть показывает возможное напряжение низкого логического
уровня на выходе. Для микросхем ТТЛ с напряжением питания 5 В это напряжение
составляет от 0 В до 0.4 В. Средняя часть диаграммы показывает некорректный
уровень выходного напряжения - устройство не должно выдавать сигнал такого
уровня, за исключением момента перехода с одного логического уровня на
другой. Верхняя часть "столбика" показывает допустимый диапазон напряжения для
высокого логического уровня на выходе. Для 5-вольтовой ТТЛ- логики это
напряжение находится между значениями 2.4 В и 5 В. Диаграммы не отражают 10%
выбросы или провалы, которые также допустимы на входах в соответствии со
стандартом .
Сводка существующих логических стандартов с использованием подобных
диаграмм показана на рис. 10.4. Обратите внимание, что входные пороги обычной
КМОП-логики (например, серии 4000), определяются как О.З-Vdd и 0.7-Vdd.
Однако большинство изготовленных по технологии КМОП логических микросхем, которые
используются сегодня, совместимы по логическим порогам с микросхемами ТТЛ и
LVTTL; эти пороги также доминируют среди стандартов для цифровых сигнальных
процессоров, работающих при напряжении питания 3.3 В и 5 В. Обратите
внимание, что для 5 В ТТЛ-логики и 3.3 В LVTTL-логики пороги входного и выходного
напряжения одинаковы. Разница только в верхней границе допустимого диапазона
для сигнала высокого уровня.
5 В КМОП
5 В ТТЛ
I = ВХОД
о = выход
3.3 В LVTTL
2.5 В VCX
2.5 В JEDEC
d
о
X
л
со
LVTTL
(-2 мА
со
со
со
CI
о
X
m
5 В VCX i
c\i
сг_
о
х
л ^
m <;
В VCX
(-12 м
ю
CN
*=Z
О
X
СО
О
Ш
Q
Ш
СО
LO
CN
сг
о
X
_0
ш
JEDEC
(-1 мА
со
LO
CN
Рис. 10.4. Стандарты логических порогов для низковольтных цифровых ИС
Международное бюро стандартов JEDEC ввело стандарт для ИС, работающих при
напряжении питания 2.5 В (JEDEC стандарт 8-5), который, скорее всего, будет
представлять собой минимум требований для работы с Vdd = 2.5 В. Однако на
сегодняшний день (2000 г.) отсутствует доминирующий стандарт для ИС на 2.5 В,
так как немного производителей выпускает микросхемы, работающие при этом
напряжении питания. Существует стандарт на 2.5 В, предложенный консорциумом
производителей ИС под названием Альянс Низковольтной Логики (Low Voltage
Logic Alliance). Спецификация стандарта описывает характеристики ИС,
работающих при напряжении от 1.8 В до 3.6 В. Стандарт для работы в данном диапазоне
напряжения питания весьма полезен, т.к. он обеспечивает совместимость
сегодняшних разработок с будущими. Например, микросхема 74VCX164245,
представляющая собой шинный преобразователь/приемопередатчик производства Fairchild
Semiconductor, спроектирована для работы при любом напряжении в пределах 1.8
- 3.6 В и имеет различные входные и выходные характеристики, зависящие от
напряжения питания Vdd. Этот стандарт, называемый VCX, был разработан фирмами
Motorola, Toshiba и Fairchild Semiconductor. В нем описаны, прежде всего,
шинные приемопередатчики, преобразователи, буферы FIFO и другие микросхемы
сопряжения. Кроме того, существует широкий диапазон других низковольтных
стандартов, таких как GTL (Gunning Transceiver Logic), BTL (Backplane
Transceiver Logic) и PECL (PceudoECL Logic). Однако большинство из этих
стандартов созданы для применения в специализированных областях, а не в
полупроводниковых системах общего назначения.
Устройства VCX могут работать в очень широком диапазоне напряжений питания
(1.8 - 3.6В). Характеристики входов и выходов в данном стандарте зависят от
напряжения питания Vdd и от нагрузки на каждом выходе. На рис. 10.4 показана
диаграмма для входов и выходов устройства VCX, работающего при напряжении
питания 2.5 В. Выходные напряжения устройства, приведенные на диаграмме, всегда
соответствуют определенному току. При возрастании требований по току выходное
напряжение высокого уровня уменьшается, тогда как выходное напряжение низкого
уровня возрастает. За более подробной информацией по характеристикам ИС
обращайтесь к спецификациям технических характеристик.
С помощью приведенной диаграммы можно проиллюстрировать некоторые возможные
проблемы, возникающие при соединении двух ИС, работающих в различных
стандартах. Например, соединение 5-вольтовой микросхемы КМОП с микросхемой LVTTL,
работающей при напряжении Vdd = 3.3 В. Высокий логический уровень на выходе
5-вольтовой КМОП слишком высок (>3.3 В), чтобы подавать этот сигнал на вход
ИС LVTTL. Это может привести к необратимому повреждению микросхемы LVTTL.
Возможна другая проблема: пусть микросхема типа JEDEC с напряжением питания
2.5 В управляет устройством КМОП с Vdd = 5 В. Высокий логический уровень на
выходе 2.5-вольтового устройства недостаточно высок для того, чтобы
восприниматься как "высокий" входом микросхемы КМОП с напряжением питания 5 В (Vihmin
= 3.5 В). Эти примеры показывают два возможных типа несовместимости
логических семейств: либо устройство управляется слишком высоким напряжением, либо
устройство не обеспечивает достаточно высокое напряжение, которое достоверно
распознавалось бы принимающей ИС как сигнал высокого логического уровня. Эти
проблемы совместимости подводят нас к двум понятиям: устойчивость к
повышенному напряжению и совместимость по напряжению.
Устойчивость к
повышенному напряжению и
совместимость по напряжению
Устройство, устойчивое к повышенному напряжению, может выдержать на входе
или выходе напряжение более высокое, чем его собственное напряжение питания
Vdd. Например, если устройство работает при Vdd = 2.5 В, может выдержать на
входе напряжение в 3.3 В и может выдержать 3.3 В на выходе, 2.5В устройство
является устойчивым к напряжению 3.3 В. Значение понятия "устойчивость к
напряжению на входе" достаточно очевидно, но понятие "устойчивости к напряжению
на выходе" требует некоторого объяснения. Выход драйвера микросхемы КМОП с
Vdd = 2.5 В в состоянии высокого логического уровня представляет собой
резистор с небольшим сопротивлением (Ron транзистора PMOS), связанный с шиной
питания Vdd 2.5 В. Очевидно, что связь его выхода напрямую с шиной 3.3 В
приведет к разрушению устройства избыточным током. Однако если 2.5-вольтовая
микросхема имеет выход с тремя состояниями и подключена к шине, которая
одновременно управляется 3.3-вольтовыми микросхемами, тогда это понятие становится
ясным. Даже если 2.5-вольтовая ИС находится в выключенном состоянии (третье
состояние), 3.3-вольтовые микросхемы могут подавать на шину напряжение,
превышающее 2.5 В, и возможно, повреждать выход 2.5-вольтовой микросхемы.
Устройство, совместимое по напряжению, может принять сигнал и передать
сигнал устройству, которое работает при напряжении более высоком, чем его
собственное Vdd. Например, если устройство работает при Vdd = 2.5 В и может
передавать и получать сигналы к/от 3.3-вольтового устройства, тогда говорят, что
данное 2.5-вольтовое устройство совместимо по напряжению с 3.3-вольтовыми.
Интерфейс между микросхемой КМОП с напряжением питания 5 В и микросхемой
LVTTL с напряжением питания 3.3 В - это случай, когда устойчивость к
повышенному напряжению отсутствует; вход микросхемы LVTTL перегружен выходным
сигналом КМОП микросхемы с напряжением питания Vdd = 5 В. Интерфейс между
микросхемами 2.5-вольтовой JEDEC и 5-вольтовой КМОП иллюстрирует случай отсутствия
совместимости по напряжению; выходной сигнал высокого уровня на выходе ИС
JEDEC не соответствует требованиям к уровню входного сигнала 5-вольтовой
КМОП-микросхемы.
Устойчивость к повышенному напряжению:
♦ Микросхема, устойчивая к повышенному напряжению,
может выдержать на своих входных и выходных
выводах напряжение более высокое, чем ее
собственное напряжение питания VDD. Если ИС
работает при VDD = 2.5 В и может выдержать
напряжение 3.3 В±10% на входе, то эта 2.5-вольтовая
микросхема является устойчивой к напряжению 3.3 В
на входе. Устойчивость на входе и на выходе должна
тестироваться и оговариваться в спецификации
отдельно.
Совместимость по напряжению:
♦ Микросхема, совместимая по напряжению, может
передавать и принимать сигналы к/от логики, которая
работает при напряжении более высоком, чем ее
собственное напряжение питания VDD. Если устройство
работает при VDD = 2.5 В и может нормально передавать
и принимать сигналы к/от 3.3-вольтовой логики, то
данная 2.5-вольтовая микросхема является
совместимой с логикой, работающей при напряжении
питания 3.3 В. Совместимость по входу и по выходу
должна тестироваться и оговариваться в
спецификации отдельно.
Рис. 10.5. Определения понятий устойчивости к повышенному
напряжению и совместимости по напряжению логических микросхем
Соединение 5-вольтовой и
3.3-вольтовой логики с
помощью шинных
переключателей на
МОП-транзисторах
При соединении между собой микросхем, работающих при разных напряжениях
питания, часто возникает необходимость в дополнительных дискретных компонентах
для того, чтобы обеспечить устойчивость к повышенному напряжению и
совместимость по напряжению. Например, для того, чтобы получить устойчивость к
напряжению между логическими микросхемами, работающими при Vdd равном 5 В и 3.3 В,
используется шинный переключатель-преобразователь напряжения, или
QuickSwitch. Данный шинный переключатель ограничивает напряжение,
прикладываемое к ИС. Это делается для того, чтобы входное напряжение не превысило
допустимое , к которому получающее устройство устойчиво.
Например, можно поместить шинный переключатель между 5-вольтовой КМОП-
логикой и 3.3-вольтовой LVTTL-логикой, и после этого устройства смогут
нормально обмениваться данными, как показано на рис. 10.6. Этот шинный
переключатель представляет собой МОП-транзистор с каналом n-типа (NMOS FET). Если на
затвор транзистора подано напряжение 4.3 В, то максимальная величина
напряжения проходящего сигнала составит 3.3 В (примерно на 1 В меньше, чем
напряжение на затворе МОП-транзистора). Если напряжение на входе и на выходе не
превышает 3.3 В, МОП-транзистор представляет собой небольшое сопротивление (Ron
= 5 Ом). Когда входной сигнал достигает величины 3.3 В, сопротивление МОП-
транзистора возрастает, ограничивая таким образом уровень сигнала на выходе.
QuickSwitch содержит 10 двунаправленных МОП-транзистора с возможностью
управлять напряжением на затворе, как показано на рис. 10.6. Напряжение Vcc
QuickSwitch определяет уровень сигнала, управляющего затвором.
ШИНА +3.3 В около
1 В
> •
ЛОГИКА
3.3 В±10%
^
о
"1" = ЗАПРЕТ О
KhK-
Si Шотки
диоды
' +4.3 В 47° К°М
ШИНА +5 В
—т т
A/V
.5
0.1 мкФ
МОП-транзистор
(NMOS FET)
Ron ~ 5 Ом
ЛОГИКА
5 В±10%
^
■о
0м = РАЗРЕШЕНИЕ
0 В / Vcc
• QS3384 QuickSwitch ®
• 10 КАНАЛОВ В КОРПУСЕ
ДЛЯ QS3384 РАБОЧЕЕ
# НАПРЯЖЕНИЕ Vcc =+4,3 в
Рис. 10.6. Двунаправленный интерфейс с использованием
МОП-транзистора между 3.3 В и 5 В логикой
обеспечивает устойчивость по напряжению
Один из путей получения напряжения питания 4.3 В на системной плате, где
имеются 5 В и 3.3 В, является включение диода между шиной питания 5 В и
выводом Vcc на QuickSwitch. На схеме на рис. 10.6 напряжение 4.3 В генерируется
кремниевым диодом и диодом Шотки, соединенными последовательно и
подключенными к шине питания 3.3 В. Этот метод позволяет получить более стабильное
напряжение смещения на затворе с учетом допустимости 10% разброса напряжений
питания 5 В и 3.3 В. Некоторые шинные переключатели спроектированы для
подключения непосредственно либо к шине 3.3 В, либо к 5 В, и напряжение смещения
на затворе генерируется внутри данных ИС.
Применение QuickSwitch избавляет от беспокойства по поводу устойчивости
микросхем при проектировании устройств с разными типами логики. Одним из
полезных свойств шинных переключателей является их двунаправленность; это
позволяет проектировщику поместить шинный преобразователь между двумя ИС и
обойтись без дополнительной обвязки для входных и выходных сигналов.
Шинный переключатель увеличивает суммарную рассеиваемую мощность, а также
общую площадь, занимаемую компонентами системы. Так как шинные
преобразователи напряжения обычно являются КМОП-схемами, они имеют очень низкое значение
потребляемой мощности. Величина рассеиваемой мощности, усредненная за
продолжительный период, составляет 5 мВт на один корпус (10 переключателей) , и она
не зависит от частоты сигналов, проходящих через схему. Шинные переключатели
обычно имеют 8-20 выводов на корпус и занимают примерно от 25 до 50 мм2 пло-
щади платы.
Бывает, что при добавлении интерфейсной логики в схеме возможно увеличение
задержки распространения сигнала. Это может привести к появлению множества
связанных со временем проблем при проектировании. QuickSwitch обладает очень
маленьким временем задержки распространения сигнала (менее 0.25 не), как
показано на рис. 10.7.
Ш 5.0
Ш 4.5
= 4.0
ш
* 35
D- 3.0
с
< 2.5
X
- -2.0
/ ^
\1 =
1 ВХОДНЫЕ ПО
1 5 В ТТЛ
| 3.3 В LVTTL
V,N
— "Ч
"*'****,*^k_ A
J^J
L°£
0.8 В
Vout ^^_
^^"^
" " "\Г
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
РОГИ
ВРЕМЯ (не)
Рис. 10.7. Импульсная характеристика шинного преобразователя
QS3384 QuickSwitch® при напряжении питания 4.3 В
Устойчивость и совместимость
по напряжению, обеспечиваемая
средствами самой
интегральной схемы
Требования по низкой потребляемой мощности и хорошей производительности ИС
привели к тому, что производители соревнуются между собой в проектировании
микросхем, работающих при Vdd = 2.5 В и ниже и при этом совместимых с ТТЛ и
КМОП. На рис. 10.8 представлена структурная схема логического вентиля, в
котором логическое ядро может работать при пониженном напряжении, тогда как
выходной драйвер работает при стандартном напряжении питания, например, 3.3 В.
Технология, которой следовали большинство производителей, заключается в
создании отдельного интерфейса для входов и выходов, т.е. драйверы входов и
выходов работают при напряжении питания 3.3 В, оставшаяся часть микросхемы -
при напряжении 2.5 В, таким образом устройство может быть ТТЛ-совместимым и
отвечать требованиям для порогов Voh и Vol. Внешнее питание 3.3 В требуется
для того, чтобы ИС была устойчива к напряжению 3.3 В. Это приводит к
дополнительному усложнению, связанному с наличием двух напряжений питания для чипа,
но в перспективе дополнительное напряжение питания будет генерироваться в
самой микросхеме.
Более гибкая технология (использованная в DSP серии ADSP-218xM) заключается
в обеспечении отдельного интерфейса входов/выходов с отдельным внешним
напряжением питания, с возможностью установить это напряжение равным рабочему
напряжению ядра процессора, если это необходимо. Такая схема обеспечивает ус-
тоичивость к напряжению 3.3 В, если внешнее напряжение составляет 2.5 В; или
устойчивость к напряжению 3.3 В и совместимость к 3.3-вольтовым устройствам,
если внешнее напряжение равно 3.3 В.
1 Vdd ВНУТРЕННЕЕ (ЯДРА)
ВХОД (^
~~|
' VDD ВНЕШНЕЕ 1
ВТОРИЧНОЕ Y Y
КОЛЬЦО ВХ./ВЫХ.
S
J
ЛОГИЧЕСКОЕ
ЯДРО
А
ч
{
н
г
PMOS
' L
NMOS
"ЗЕМЛЯ"
ЯДРА ^
) ВЫХОД
"ЗЕМЛЯ"
ВНЕШНЯЯ
V \/
Г Vdd ВНЕШНЕЕ = +3.3 В ИЛИ +2.5 В
ADSP-21xx М-серии 4 VDD ЯДРА =+2.5 В
1 ВХОД УСТОЙЧИВ К НАПРЯЖЕНИЮ +3.3 В
Рис. 10.8. КМОП ИС со вторичным контуром входов/выходов
Существуют разработки, в которых используется эта технология частично,
например , устройства VCX являются устойчивыми к 3.3 В при напряжении ядра и
напряжении интерфейса входов/выходов равном 2.5 В, но они не обладают
совместимостью с 3.3-вольтовыми устройствами. Другие существующие проекты и патенты в
этой области не поддерживают полностью устойчивость и совместимость и
требования по низкому потреблению тока при работе в режиме ожидания.
Существует несколько важных аспектов при разработке устройств с двумя
напряжениями питания:
1. Последовательность включения питания: Если требуется два источника питания
для обеспечения дополнительной устойчивости/совместимости, то какой должна
быть последовательность включения питания? Необходимо ли включать оба
источника питания одновременно, или устройство может работать при подаче
питания только на ядро или только на интерфейс входов/выходов?
2. Технология производства микросхем и защита от электростатического разряда
(ESD) : Транзисторы, создаваемые в процессе производства ИС, должны не
только выдерживать, но и управлять сигналами высокого напряжения. Создание
высоковольтных транзисторов увеличивает себестоимость продукции, т.к. для
обеспечения устойчивости к высокому напряжению требуются дополнительные
меры. Разработка же устройства со стандартными транзисторами потребует
дополнительного схемотехнического усложнения. Кроме того, драйверы
входов/выходов должны обеспечивать защиту устройства от электростатического
разряда (ESD). В большинстве современных разработок допустимое напряжение
на входе ограничено величиной напряжения питания плюс прямое падение
напряжения на диоде (0.7 В). Защита от более высокого напряжения требует
создания большего количества диодных переходов.
3. Встроенные средства генерации высокого напряжения. Транзисторы с каналами
р-типа (PMOS) должны помещаться в область на кристалле, которая подключена
к самому высокому имеющемуся на кристалле напряжению, чтобы предотвратить
открывание диодного перехода и протекание избыточных токов. Это высокое
напряжение может быть или генерировано на кристалле при помощи зарядного
насоса, или поступать от внешнего источника. Это требование может сделать
осуществление проекта более сложным, т.к. невозможно эффективно
использовать зарядные насосы для генерирования высокого напряжения и в то же время
обеспечить малый ток потребления в режиме ожидания.
4. Площадь кристалла: Размер кристалла играет решающую роль при уменьшении
себестоимости и повышении эффективности. Обеспечение устойчивости и
совместимости схемы может потребовать дополнительной площади для драйверов
входов/выходов, чтобы получить необходимые параметры.
5. Тестирование: Так как сердечник и драйверы входов/выходов могут работать
при различных напряжениях питания, тестирование устройства по всем
возможным комбинациям напряжений может быть затруднительным, что отражается на
общей стоимости продукции.
Интерфейсы между
системами с
напряжениями питания
3.3 В и 2.5 В
Серия Fairchild 74VCX164245 - это низковольтные 16-битные преобразователи/
приемопередатчики с двойным питанием и с тремя состояниями на выходе.
Упрощенная структурная схема показана на рис. 10.9. Эти устройства используют
низковольтный стандарт VCX, который обсуждался ранее. Схема выходного
драйвера питается от шины питания Vddb, обеспечивая устойчивость и совместимость
выхода с напряжением Vddb. Входная схема питается от шины питания Vdda, и
входная логическая схема регулирует уровни порогов на входе логики в
соответствии с конкретным значением Vdda. На рис.10.10 показаны входные пороги для
стандарта VCX при напряжении питания 3.3 В, 2.5 Ви 1.8 В. Обратите внимание,
что входное напряжение 3.3 В допустимо при любом из трех напряжений питания.
Эти устройства рассеивают около 2 мВт на каждый вход/выход и выпускаются в
корпусах TSSOP с 48 выводами и с напряжением питания 2.5 В. Задержка
распространения составляет около 3.2 не.
На рис.10.11 показано два возможных варианта сопряжения 3.3-вольтовой и
2.5-вольтовой логики. На верхнем рисунке (А) показано прямое включение. Эта
схема будет работать, если 2.5-вольтовая ИС обладает устойчивостью к 3.3 В на
входе. Если 2.5-вольтовая ИС не является устойчивой к 3.3 В, то может
использоваться VCX-преобразователь, как показано на рис. 10.11 (В).
На рис. 10.12 А показано прямое соединение между ИС с напряжениями питания
2.5 В и 3.3 В. Чтобы данная схема работала, выход 2.5-вольтовой микросхемы
должен обеспечивать хотя бы 2 В. При отсутствии нагрузки на выходе 2.5-
вольтовой микросхемы, вход 3.3-вольтовой ИС соединяется напрямую с шиной +2.5
В через внутреннее сопротивление PMOS транзистора Ron- Таким образом
обеспечивается запас помехоустойчивости 0.5 В при номинальном напряжении питания
2.5 В. Однако ввиду допустимого 10%-ного разброса напряжение на шине 2.5 В
может упасть до минимума в 2.25 В, и запас помехоустойчивости уменьшается до
0.25 В. Эта схема может тем не менее работать при сравнительно "тихом"
окружении, но работать на пределе, если в напряжении источника питания
присутствует шум.
Добавление "подтягивающего" резистора сопротивлением 1.6 кОм, как показано
на рис. 10.12 В, гарантирует, что напряжение на выходе 2.5-вольтовой ИС не
упадет ниже 2.5 В при наличии тока на входе 3.3-вольтового устройства, но
запас помехоустойчивости все таки уменьшится при напряжении питания 2.25 В. При
скважности 50% данный резистор добавляет примерно 3.4 мВт рассеиваемой
мощности на каждый выход.
UJMHAVdda
ЛОГИКА
ВХОД
ОН
СХЕМА
УСТАНАВЛИВАЮЩАЯ
УРОВНИ
ВХОДНЫХ
ПОРОГОВ
\7
LUHHAVddb
ХАРАКТЕРИСТИКИ ИС 74VCX164245:
Потребляемая мощность = 2 мВт на канал
16-битный в 48-выводном корпусе TSSOP пл. 100 мм2
Задержка распространения 3.2 не при питании 2.5 В
Рис.10.9. Преобразователь-приемопередатчик логических сигналов
Fairchild 74VCX164245
3.5 \—
з.о \—
2.5 \—
ш
ui
X
ш
I 2-0 I-
Q.
<
Х 1.5 Ь-
1.0 \—
0.5 \—
3.3 В
-12 мА
2.5 В
1.8 В
ir-* *
I =ВХОД
О = ВЫХОД
-12 мА
-6 мА
Рис.10.10. Совместимость по напряжению для ИС VCX
(преобразователь Fairchild 74VCX164245)
в
ШИНА+З.ЗВ
ШИНА+2.5В
ЛОГИКА
+З.ЗВ±10%
т
ПРЯМОЕ
СОЕДИНЕНИЕ
ЛОГИКА
+2.5В ± 10%
т
ШИНА+З.ЗВ
ШИНА+2.5В
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЛОГИКА
+З.ЗВ±10%
^
ЛОГИКА
+2.5В ± 10%
S7
т
ДОПУСТИМО, ЕСЛИ
2.5-ВОЛЬТОВАЯ
ЛОГИКА УСТОЙЧИВА
К 3.3 В (3.6 В МАКС.)
Рис.10.11. Интерфейс между системами с напряжениями питания 3.3 В И 2.5 В
Более надежный интерфейс между 2.5-вольтовой и 3.3-вольтовой системами
показан на рис. 10.12 С; здесь используется преобразователь VCX. С его помощью
решаются все проблемы, связанные с запасом помехоустойчивости, имеющиеся в
схемах (А) и (В), и он потребляет около 2 мВт на каждый вход.
В
ШИНА+2.5В
Л О
ИКА
+2.5В ± 10%
(+2.25 В МИН)!
Х7
ШИНА+2.5В
ЛО
ИКА
+2.5В ± 10%
(+2.25 В МИН)
\7
ПРЯМОЕ
СОЕДИНЕНИЕ
ШИНА +З.ЗВ
ЛОГИКА
+З.ЗВ ± 10%
НЕОБХОДИМО
ОБЕСПЕЧИТЬ 2 В МИН.
^
ПОДТЯГИ- Н.бкОм
ВАЮЩИИ
РЕЗИСТОР'
ШИНА +2.5В
3.4 мВт ПРИ 50%
СКВАЖНОСТИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ШИНА +З.ЗВ
ЛОГИКА
+З.ЗВ ± 10%
^
ЛОГИКА
+2.5В ± 10%
(+2.25 В МИН)
^
2 мВт
ШИНА+З.ЗВ
ЛОГИКА
+З.ЗВ ± 10%
^
Рис.10.12. Интерфейс между системами с напряжениями питания 2.5 В и 3.3 В
ЗАЗЕМЛЕНИЕ В СИСТЕМАХ
СО СМЕШАННЫМИ СИГНАЛАМИ2
Современные системы обработки данных обычно содержат в себе устройства со
смешанными сигналами (mixed-signal devices), такие как аналого-цифровые
преобразователи (АЦП) , цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) , а также
быстродействующие цифровые сигнальные процессоры (DSP). Обработка аналоговых
сигналов требует большого динамического диапазона, поэтому возрастает роль
высокопроизводительных ЦАП и АЦП. Обеспечение широкого динамического диапазона с
низкими шумами во враждебном цифровом окружении возможно только при
использовании эффективных приемов проектирования высокоскоростных схем, включающих в
себя технически грамотную трассировку сигнала, развязку и заземление.
В прошлом "высокоточные низкоскоростные" схемы обычно рассматривались
отдельно от так называемых "высокоскоростных" схем. В том, что касается АЦП и
ЦАП, частота отсчетов (или обновления на выходе) обычно рассматривалась как
критерий скорости работы схемы. Однако следующие два примера показывают, что
на практике большинство современных ИС обработки сигналов являются
"высокоскоростными" и поэтому должны рассматриваться как таковые для достижения
хороших результатов. Это касается цифровых сигнальных процессоров (DSP), АЦП и
ЦАП.
Все АЦП выборки (АЦП со схемой выборки-запоминания), используемые в
системах обработки сигналов, работают с достаточно высокоскоростными генераторами
тактовых импульсов с малым временем нарастания и спада (обычно несколько
наносекунд) и должны рассматриваться как высокоскоростные устройства, даже если
их производительность (частота отсчетов) представляется невысокой. Например,
12-разрядный АЦП последовательного приближения (SAR) типа AD7892 работает при
внутренней тактовой частоте 8 МГц, тогда как его частота отсчетов составляет
только 600 кГц.
Для сигма-дельта (£-Д) АЦП также требуется высокочастотный тактовый
генератор, т.к. такие АЦП имеют высокий коэффициент передискретизации. 16-разрядный
АЦП AD7722 имеет частоту обновления на выходе (эффективную частоту отсчетов),
равную 195 кГц, но в действительности производит выборку с частотой 12.5 МГц
(в 64 раза выше). Даже так называемые низкочастотные сигма-дельта (£-Д) АЦП
промышленного назначения с высоким разрешением (имеющие частоту обновления на
выходе от 10 Гц до 7.5 кГц) работают при тактовой частоте 5 МГц или выше и
обеспечивают 24-разрядное разрешение (например, микросхемы фирмы Analog
Devices типа AD7730 и AD7731).
Еще более осложняет вопрос то, что ИС со смешанными сигналами содержит как
аналоговую, так и цифровую части, и поэтому многие возникающие проблемы
связаны с неправильным заземлением. К тому же некоторые ИС со смешанными
сигналами имеют относительно низкие цифровые токи, в то время как у других они
велики. Во многих случаях с точки зрения оптимального заземления эти два
варианта должны рассматриваться отдельно.
Проектировщики цифровых и аналоговых устройств склонны рассматривать
устройства со смешанными сигналами с различных позиций, и цель этой главы -
разработать общую философию заземления, которая будет работать в большинстве
устройств со смешанными сигналами, без необходимости изучения специфических
деталей их внутреннего устройства.
Поверхности заземления и питания
Обеспечение низкоимпедансных заземляющих поверхностей большой площади очень
Уолт Кестер, Джеймс Брайант, Майк Бирн
важно для всех современных аналоговых схем. Заземляющая поверхность действует
не только как низкоимпедансный обратный тракт для развязки высокочастотных
токов (вызванных работой скоростных цифровых схем), но также минимизирует
электромагнитные радиочастотные (EMI/RFI) помехи. Благодаря экранирующему
действию заземляющей поверхности чувствительность устройства ко внешним
помехам также уменьшается.
Заземляющие поверхности также позволяют передавать высокоскоростные
цифровые и аналоговые сигналы с использованием технологий линий передач (полоско-
вую или микрополосковую), там, где требуется получить определенное
характеристическое сопротивление линии.
Использование шины-проводника в качестве заземления категорически
неприемлемо из-за ее импеданса на частоте, соответствующей скорости переключения
большинства логических схем. Например, провод калибра 22 стандарта AWG
(American Wire Gauge), что соответствует диаметру 0,64 мм, обладает
индуктивностью около 20 нГн/дюйм. Проходящий по этому проводу ток, вызванный
логическим сигналом и имеющий скорость нарастания 10 мА/нс, будет создавать импульс
напряжения величиной в 200 мВ на 1 дюйм провода:
Av = LAi/At = 20nH • 10mA/ns = 200 mV.
Для сигналов, имеющих размах 2 В, это означает ошибку около 200 мВ или 10%
(точность приблизительно 3.5 разряда). Даже в полностью цифровых схемах эта
ошибка будет означать значительное уменьшение запаса помехоустойчивости.
Id—►
Ia—►
VD
О-
V,
вх
АНАЛОГ.
СХЕМЫ
НЕПРАВИЛЬНО
ЦИФР.
СХЕМЫ
GND
REFs^
lA + lD <—Id
Id—►
A >■
Vn -r VA-r О
АНАЛОГ.
СХЕМЫ
A/VyYYV
ПРАВИЛЬНО
ЦИФР.
СХЕМЫ
Ia
Id
A/VyYYV
Рис. 10.13. Цифровые токи, проходящие по аналоговому возвратному
тракту, создают напряжение ошибки
Рис. 10.13 иллюстрирует ситуацию, когда цифровой ток, возвращающийся по
шине "земли", модулирует аналоговый возвратный ток (верхний рисунок).
Индуктивность и сопротивление провода, по которому течет обратный ток, являются
общими для аналоговой и цифровой схем, это и является причиной взаимодействия и
приводит к помехам. Одно из возможных решений - заставить обратный ток идти
прямо к общей точке GND REF, как показано на нижнем рисунке. Это -
иллюстрация фундаментальной концепции заземления «звездой» или системы с одной точкой
заземления. Реализовать настоящее одноточечное заземление в системе, которая
содержит большое количество высокочастотных трактов, сложно, т.к. физическая
длина каждого провода, по которому течет обратный ток, будет вносить
паразитное сопротивление и индуктивность, которые могут сделать затруднительным
обеспечение низкоимпеданснохю заземления для токов высокой частоты. На
практике тракт возвратного тока должен включать в себя заземляющие поверхности
большой площади для того, чтобы обеспечить низкое сопротивления для
высокочастотных токов. Таким образом, без низкоимпеданснои заземляющей поверхности
практически невозможно избежать появления общего для аналоговой и цифровой
схем тракта заземления, особенно на высоких частотах.
Все выводы заземления микросхем должны соединяться с помощью пайки прямо с
низкоимпеданснои заземляющей поверхностью с целью минимизировать
последовательную индуктивность и сопротивление. Использование традиционных панелек
(разъемов) для микросхем в высокоскоростных устройствах не рекомендуется.
Добавочная индуктивность и емкость даже «низкопрофильных» панелек может
привести к нарушению работы схемы из-за появления дополнительных трактов. Если
панельки всё же должны быть использованы с микросхемой в DIP-корпусе, например,
при конструировании прототипа, то имеет смысл использовать «панельку-разъем»
или наборную панельку из отдельных гнезд. Существуют панельки-разъемы со
встроенным развязывающим конденсатором или без него (по каталогу AMP № 5-
330808-3 и 5-330808-6). Они имеют позолоченные пружинные контакты, которые
обеспечивают хорошее электрическое и механическое соединение с выводами ИС.
Однако многократное использование может ухудшить их параметры.
Выводы питания должны быть развязаны прямо на заземляющую поверхность с
помощью низкоиндуктивных керамических конденсаторов для поверхностного монтажа
(SMD). Если используется конденсатор для обычного монтажа, то его выводы
должны иметь длину не более 1 мм. Керамические конденсаторы должны быть
расположены как можно ближе к выводам питания микросхемы. Для дополнительной
развязки могут также потребоваться ферритовые бусины.
Двусторонняя или
многослойная
печатная плата
Каждая печатная плата в системе должна иметь хотя бы один слой, полностью
отведенный под заземляющую поверхность. В идеале двусторонняя плата должна
иметь одну сторону, полностью отведенную под заземление и вторую - для
различных соединений. На практике это невозможно, т.к. частично заземляющая
поверхность , разумеется, должна быть удалена для отведения места под дорожки
питания и сигналов, межслойные переходы и сквозные монтажные отверстия. Тем
не менее, как можно больше площади заземляющей поверхности должно быть
сохранено, хотя бы 75% необходимо оставить. После окончания предварительной
разводки платы поверхность заземления должна быть аккуратно проверена для того,
чтобы убедиться, что не осталось изолированных "островков" заземления, т.к.
выводы заземления микросхем, расположенные на таких островках, не будут иметь
связи с заземляющей поверхностью. Также заземляющая поверхность должна быть
проверена на предмет слишком тоненьких соединений между соседними большими
площадями, которые могут значительно уменьшить эффективность заземляющей
поверхности . Можно даже и не говорить, что при автоматической разводке платы
обычно возникают неполадки в работе устройства со смешанными сигналами,
поэтому настоятельно рекомендуем доводить плату вручную.
Системы, в которых интегральные микросхемы для поверхностного монтажа
расположены тесно, будут иметь большое число соединений, поэтому здесь нужно
использовать многослойные платы. Это позволит хотя бы один слой полностью от-
вести под заземление. В простой 4-слойной плате два внутренних слоя обычно
используются для заземляющей поверхности и поверхности питания, а два внешних
слоя - для выполнения соединений между установленными компонентами.
Расположение питающей и заземляющей поверхностей в соседних слоях обеспечивает
дополнительную межповерхностную емкость, которая способствует высокочастотной
развязке тока питания. В большинстве систем четырех слоев недостаточно, и
требуются дополнительные слои для трассировки линий сигналов, а также
питания.
Используйте для заземления (и питания) поверхности
большой площади, чтобы обеспечить низкоимпедансный
путь для возвратного тока (Необходимо использовать как
минимум двустороннюю плату!)
Двусторонние платы:
♦ Избегайте многочисленных сквозных соединений и
межслойных переходов, из-за которых уменьшается
площадь поверхности заземления
♦ Отводите под заземление не менее 75% площади одной
стороны платы
Многослойные платы:
♦ Отведите как минимум один слой под поверхность
заземления
♦ Отведите как минимум один слой под поверхность
питания
Используйте по меньшей мере 30 - 40% выводов
соединителя печатной платы для заземления
Продолжайте поверхность заземления на материнскую
плату до источника питания
Рис. 10.14. Без заземляющих поверхностей не обойтись!
Многоплатные системы
со смешанными сигналами
Лучший способ минимизировать импеданс заземления в многоплатной системе -
использовать "материнскую плату" в качестве объединительной для организации
соединения между платами, и, кроме того, обеспечить продолжение заземляющей
поверхности на общую плату. В соединителе печатной платы хотя бы 30-40%
выводов должно быть отведено под заземление, и эти выводы должны быть связаны с
заземляющей поверхностью на материнской объединяющей плате. Для
окончательного завершения устройства заземления системы существуют два способа:
1. Заземляющая поверхность на объединяющей плате может быть соединена с
"землей" монтажной панели (шасси) во многих точках, таким образом равномерно
распределяя различные пути возвратного тока. Этот способ обычно называется
"многоточечным" заземлением и его схема показана на рис. 10.15.
2. Заземляющая поверхность может быть подключена по схеме "звезды" к
единственной в системе точке заземления (обычно вблизи источника питания).
Первый подход чаще всего используется в чисто цифровых системах, но может
быть использован и в системах со смешанными сигналами, если токи заземления
цифровых схем достаточно малы и распределены на больших площадях. Низкий
импеданс заземления обеспечивается на всем пути по плате, по объединяющей плате
и далее по монтажной панели (шасси). Однако очень важно поддерживать хорошее
электрическое соединение в местах, где "земля" связана с металлической
монтажной панелью. Для этого необходимы металлические винты-"саморезы" или шайбы
с насечками. Особое внимание соединению должно быть уделено там, где в
качестве материала монтажной панели используется алюминий, т.к. его поверхность
проявляет себя как изолятор.
X.
. ПЕЧАТНАЯ у у
А ПЛАТА v V°
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
^^
^г
А
г^
vUVA
ПЕЧАТНАЯ
ПЛАТА
X.
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
^♦^
^z
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
^
>К МАТЕРИНСКАЯ
ПЛАТА
гт гт
гт
гт
— СОЕДИНЕНИЕ
— ЗАЗЕМЛЕНИЯ
С ШАССИ
гт
гт
гт гт
шппт
источник
ПИТАНИЯ
-^^vA
-^►vD
Рис. 10.15. Концепция многоточечного заземления
Второй подход (заземление "звездой") часто используется в высокоскоростных
системах со смешанными сигналами, имеющих отдельные аналоговую и цифровую
системы заземления, и ниже обсуждается более подробно.
Разделение аналогового
и цифрового заземления
В системах со смешанными сигналами с большим числом цифровых схем весьма
желательно физически отделить чувствительные аналоговые компоненты от шумных
цифровых компонентов. Также пойдет на пользу использование раздельных
заземляющих поверхностей для аналоговых и цифровых схем. Эти поверхности не должны
перекрываться для того, чтобы уменьшить емкостную связь между ними.
Раздельные аналоговая и цифровая заземляющие поверхности продолжаются на
объединительной плате с использованием или заземляющей поверхности материнской платы,
или "экранирующего заземления", которое выполняется при помощи проводов
заземления, чередующимися в разъёме с сигнальными проводами. На структурной
схеме, показанной на рис. 10.16, видно, что две заземляющих поверхности на
всем своем протяжении идут отдельно до точки заземления "звездой", которая
обычно располагается около источника питания. Соединение заземляющих
поверхностей и источника питания в точке заземления "звездой" должно быть выполнено
с помощью многочисленных шин или толстого медного жгута для минимизации
сопротивления и индуктивности. Пара встречно-параллельных диодов Шотки имеется
на каждой печатной плате для предотвращения случайного появления постоянного
напряжения между двумя заземляющими системами в момент, когда платы
вставляются или вынимаются. Это напряжение не должно превышать 300 мВ, чтобы избе-
жать выхода из строя ИС, которая подключена как к аналоговой, так и к
цифровой заземляющим поверхностям. Предпочтительно использовать диоды Шотки, так
как они имеют малую емкость и малое падение напряжения в режиме прямого тока.
Низкая емкость позволяет избежать связи по переменному току между аналоговой
и цифровой заземляющими поверхностями. Диоды Шотки начинают проводить при
прямом напряжении около 300 мВ, и если ожидаются большие токи, может
понадобиться несколько параллельно соединенных диодов. В некоторых случаях вместо
диодов Шотки могут быть использованы дроссели с ферритовыми бусинами, однако
они вызывают появление паразитных контуров с замыканием через "землю" по
постоянному току, которые могут вызвать проблемы в прецизионных системах.
^у ПЕЧАТНАЯ
Ф Va ПЛАТА
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
£Г.
X
X.
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
/к
X
?%
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
Va
ПЕЧАТНАЯ
ПЛАТА
^
^_
ЦИФРОВАЯ ЗАЗЕМЛЯ-
ЮШАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
/К
Л*
X
-%
/К
/К
ОБЪЕДИНИТЕЛЬНАЯ
ПЛАТА
ТОЧКА
ЗАЗЕМЛЕНИЯ
"ЗВЕЗДОЙ"
шиит
источник
ПИТАНИЯ
■^^vA
/^^Vn
Рис. 10.16. Разделение аналоговой и цифровой заземляющих поверхностей
Обязательно нужно обеспечить сопротивление заземляющих поверхностей как
можно меньшим на всем пути к точке заземления "звездой" . Переменное или
постоянное напряжение более чем 300 мВ между двумя заземляющими поверхностями
может не только вывести из строя ИС, но и вызвать ошибочное включение
логического элемента и, возможно, переход в фиксированное состояние.
Заземление и развязка ИС
со смешанными сигналами и
небольшими цифровыми токами
Чувствительные аналоговые компоненты, такие как усилители и источники
опорного напряжения, всегда подключаются и развязываются на аналоговой
заземляющей поверхности. АЦП и ЦАП (и другие ИС со смешанными сигналами) с небольшими
цифровыми токами обычно должны рассматриваться, как аналоговые компоненты и
также заземлены и развязаны на аналоговой заземляющей поверхности. На первый
взгляд это может показаться несколько противоречивым, т.к. преобразователь
имеет и аналоговый и цифровой интерфейс, и он имеет выводы, обычно
обозначенные как аналоговое заземление (AGND) и цифровое заземление (DGND). Схема,
показанная на рисунке 10.17 поможет разобраться с этим кажущимся затруднением.
£
v*
ДРОССЕЛЬ С ФЕРРИ-
лллтовой бусинкой
'ПАР A3.
AIN/
OUT
АНАЛОГ.
СХЕМА
ЦИФР.
СХЕМА
ДАННЫЕ
—о—
Vc
/ R
о-
^
БУФЕР
О или О
РЕГИСТР
СВх = Ю пФ
ШИНА
ДАННЫХ
V..
f
д^ " N/A ¥шума
А = АНАЛОГОВАЯ ЗАЗЕМЛ. ПОВЕРХНОСТЬ D = ЦИФРОВАЯ ЗАЗЕМЛ. ПОВЕРХНОСТЬ
Рис. 10.17. Правильное заземление микросхемы со смешанными
сигналами с небольшими цифровыми токами
Внутри микросхем, которые имеют как аналоговую так и цифровую схемы,
например АЦП или ЦАП, "земли" обычно разделяются для предотвращения влияния
цифровых сигналов на аналоговую часть. На рис. 10.17 показана упрощенная модель
преобразователя. Проектировщик ИС ничего не может поделать с индуктивностью и
сопротивлением соединений, идущих от контактов на кристалле к выводам корпуса
ИС, только оставить их как есть. Цифровые токи, имеющие резкие перепады,
создают напряжение в точке В, которое неизбежно передается в точку А аналоговой
схемы через паразитную емкость Спараз. К тому же неизбежно присутствует
паразитная емкость между каждым выводом корпуса ИС, равная приблизительно 0.2 пФ.
И задача проектировщика ИС - заставить микросхему работать, несмотря на это.
Однако для того, чтобы предотвратить дальнейшее влияние, выводы AGND и DGND
должны быть соединены с аналоговой заземляющей поверхностью кратчайшим путем.
Любое дополнительный импеданс в соединении DGND с "землей" приведет к
образованию дополнительного цифрового шума в точке В, что, в свою очередь, наведет
дополнительный цифровой шум в аналоговой схеме за счет паразитной емкости.
Обратите внимание, что при соединении DGND с цифровой заземляющей
поверхностью напряжение шума Ушума будет прикладываться между выводами AGND и DGND,
что приведет к неудаче!
Обозначение вывода микросхемы как "DGND" говорит о том, что этот вывод
связан с цепью заземления цифровой части ИС. Но это не подразумевает, что этот
вывод должен быть соединен с цифровым заземлением системы.
Конечно, такая компоновка может привести к появлению небольшого цифрового
шума в аналоговой заземляющей поверхности. Но эти токи обычно достаточно
малы, и могут быть минимизированы, если гарантировать минимальную нагрузку на
выходе преобразователя (обычно преобразователь и проектируется с маломощными
выходами). Уменьшение нагрузки на цифровых выходах преобразователя, кроме
того, сделает логические переходы сигнала на выходе преобразователя свободными
от переходных процессов и минимизирует цифровые токи переключения, и таким
образом уменьшит любое возможное влияние на аналоговую часть преобразователя.
Вывод питания цифровой части (Vd) может быть дополнительно изолирован от
источника аналогового питания при помощи высокодобротного дросселя с ферритовой
бусиной, как показано на рис. 10.17. Внутренние импульсные цифровые токи
преобразователя будут идти по небольшому контуру от Vd через конденсатор
развязки к DGND (этот путь показан на схеме толстой линией). Импульсные цифровые
токи, таким образом, не появятся вне контура на аналоговой заземляющей
поверхности , а будут циркулировать в контуре. Развязывающий конденсатор на
выводе Vd должен быть установлен как можно ближе к преобразователю, чтобы
минимизировать паразитную индуктивность. В качестве данных конденсаторов должны
быть применены низкоиндуктивные керамические конденсаторы, обычно величиной
от 0.01 до 0.1 мкФ.
Внимательно отнеситесь
к цифровому выходу АЦП
Всегда полезно подключать буферный регистр к выходу преобразователя (как
показано на рис. 10.17) с целью изолировать цифровые цепи преобразователя от
шумов, присутствующих на шине данных. Данный регистр также служит для
минимизации нагрузки на цифровых выходах преобразователя и действует как экран
между этими цифровыми выходами и шиной данных. Даже несмотря на то, что многие
преобразователи имеют входы/выходы с тремя состояниями, применение подобного
изолирующего регистра остается оправданным. В некоторых случаях для
обеспечения большей развязки может быть желательным добавление еще одного буферного
регистра на аналоговой заземляющей поверхности после выхода преобразователя.
Последовательно включенный резистор (обозначенный символом R на рис. 10.17)
между выходом АЦП и входом буферного регистра помогает минимизировать
цифровые импульсные токи, которые могут повлиять на качество работы
преобразователя. Этот резистор изолирует драйвер цифрового выхода преобразователя от
входной емкости буферного регистра. Кроме того, RC-цепочка, образуемая резистором
R и входной емкостью буферного регистра, действует как фильтр низкой частоты
и таким образом сглаживает резкие фронты.
Типичный логический элемент КМОП в сочетании с дорожкой печатной платы и
сквозным переходом образует емкостную нагрузку величиной около 10 пФ.
Скорость переключения логического выхода величиной 1 В/нс вызовет импульс тока в
10 мА, если здесь не будет изолирующего резистора:
I = CAv/At = 10 пФ " 1 В/нс = 10 мА
Последовательно включенный резистор сопротивлением 500 Ом уменьшит данный
выходной ток и в результате увеличит время нарастания и спада импульса до
приблизительно 11 не, если входная емкость регистра будет равна 10 пФ:
tr = 2.2т = 2.2RC = 2.2 х 500 Ом х 10 пФ = 11 не
Регистров ТТЛ желательно избегать; они могут заметно увеличить динамические
токи переключения, так как имеют большую входную емкость.
Буферный регистр и другие цифровые схемы должны быть заземлены и развязаны
на цифровой заземляющей поверхности печатной платы. Обратите внимание, что
любой шумовой сигнал между аналоговой и цифровой заземляющими поверхностями
уменьшает запас помехоустойчивости цифрового интерфейса преобразователя. Так
как запас помехоустойчивости цифровой схемы составляет порядка сотен или
тысяч милливольт, это едва ли будет иметь значение. Аналоговая заземляющая
поверхность обычно не бывает слишком "шумной", но если шум на цифровой
заземляющей поверхности (относительно аналоговой заземляющей поверхности) превыша-
ет несколько сотен милливольт, то необходимо предпринять шаги для уменьшения
импеданса цифровой заземляющей поверхности, таким образом обеспечивая
приемлемый уровень запаса помехоустойчивости цифровой схемы. Ни при каких условиях
напряжение между двумя заземляющими поверхностями не должно превышать 300 мВ,
иначе ИС может выйти из строя.
Также весьма желательно наличие отдельных источников питания для аналоговой
и цифровой схем. Для питания преобразователя необходим "аналоговый" источник
питания. Если преобразователь имеет вывод, обозначенный как вывод питания
цифровой части схемы (Vd), он должен быть подключен или к отдельному
"аналоговому" источнику питания, или подключен через фильтр, как показано на схеме.
Все выводы питания преобразователя должны быть развязаны на аналоговой
заземляющей поверхности, а все выводы питания цифровых схем должны быть развязаны
на цифровой заземляющей поверхности, как показано на рис. 10.18. Если
источник "цифрового" питания относительно тихий, он может оказаться вполне
пригодным для питания аналоговых схем, но будьте очень внимательны.
VA
£
о—|
А
А
S7
J
и
VA
ИСТОЧНИК
ОПОРНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
Т
ДРОССЕЛЬ
w С ФЕРРИТОВОЙ
А БУСИНОЙ
_/YW
VA
АЦП
ИЛИ
ЦАП
AGND
DGND
VA
~&
ГЕНЕРАТОР
ТАКТОВЫХ
ИМПУЛЬСОВ
Т
R
БУФЕР
ИЛИ
РЕГИСТР
г
-/-
К ДРУГИМ
ЦИФРОВЫМ
СХЕМАМ
5
-VA
\7D
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
Рис. 10.18. Точки заземления и развязки
В некоторых случаях не представляется возможным подключить вывод Vd к
источнику питания аналоговой части. Некоторые из новейших высокоскоростных ИС
могут быть рассчитаны на работу аналоговой части при напряжении питания 5 В,
в то время как цифровая часть питается от источника +3 В для того, чтобы быть
совместимым с 3-вольтовой логикой. В этом случае вывод питания +3 В
микросхемы должен быть развязан непосредственно на аналоговую заземляющую
поверхность . Также будет благоразумно включить дроссель на ферритовой бусине
последовательно с линией питания, которая подключена к выводу питания +3 В
цифровой части ИС.
Схема генератора тактовых импульсов должна рассматриваться, как аналоговая
схема также должна быть заземлена и тщательно разведена на аналоговой зазем-
ляющей поверхности. Фазовый шум генератора тактовых импульсов приводит к
ухудшению отношения сигнал/шум (SNR) системы, как будет вкратце рассмотрено
ниже.
О генераторе
тактовых импульсов
В высокопроизводительных системах дискретизации для генерации тактовых
импульсов преобразования АЦП (или ПАП) необходимо использовать кварцевый
генератор с низким фазовым шумом, т.к. фазовый шум (jitter) тактового генератора
модулирует аналоговый входной/выходной сигнал и увеличивает уровень шума и
искажений. Генератор тактовых импульсов должен быть изолирован от шумных
цифровых цепей и заземлен и развязан на аналоговой заземляющей поверхности,
точно так же как операционные усилители и АЦП.
Действие фазового шума тактового генератора на отношение сигнал/шум (SNR)
аналогово-цифрового преобразователя выражается следующей приблизительной
формулой:
SNR = 20-logio[ -Щ ]
где SNR - это отношение сигнал/шум идеального АЦП с бесконечным
разрешением, в котором единственным источником шума является шум, вызванный фазовым
шумом тактового генератора со среднеквадратичным значением t j . Обратите
внимание, что f в приведенном уравнении означает частоту аналогового входного
сигнала. Приведем простой пример. Пусть среднеквадратичное значение tj =50
пс, f = 100 кГц, тогда отношение сигнал/шум SNR = 90 dB, что соответствует
15-разрядному динамическому диапазону.
Необходимо отметить, что tj в приведенном уравнении - это корень из суммы
квадратов величин фазового шума внешнего тактового генератора и фазового шума
внутренних тактовых импульсов АЦП (называемого апертурным фазовым шумом).
Однако в большинстве высокопроизводительных АЦП внутренний апертурный фазовый
шум пренебрежимо мал по сравнению с фазовым шумом генератора тактовых
импульсов.
Так как ухудшение соотношения сигнал/шум (SNR) в первую очередь связано с
фазовым шумом внешнего тактового генератора, необходимо принять меры для
того, чтобы генератор тактовых импульсов был насколько возможно малошумящим и
имел наименьший из возможных фазовый шум. Это требует применения кварцевого
генератора. Существует ряд производителей миниатюрных кварцевых генераторов с
низким уровнем фазового шума (со среднеквадратичным значением менее 5 пс) и с
КМОП- совместимым выходом. (Например, MF Electronics, 10 Commerce Dr., New
Rochelle, NY 10801, Tel. 914-576-6570.)
В идеале кварцевый тактовый генератор должен находиться на аналоговой
заземляющей поверхности в системе с раздельным заземлением. Однако это не
всегда возможно по различным причинам. Во многих случаях тактовые импульсы
преобразователя необходимо получить из более высокочастотных тактовых импульсов
всей системы, которые генерируются на цифровой заземляющей поверхности. Затем
эти импульсы должны идти от места их генерации на цифровой заземляющей
поверхности к АЦП, находящемуся на аналоговой заземляющей поверхности. Шум
между двумя заземляющими поверхностями добавляется непосредственно к тактовому
сигналу и приводит к увеличению фазового шума. Этот фазовый шум может
ухудшить соотношение сигнал/шум преобразователя, а также вызвать появление
нежелательных гармоник. Данное явление иногда можно устранить, если передавать
тактовые импульсы как дифференциальный сигнал с помощью либо небольшого
высокочастотного трансформатора, как показано на рис. 10.19, либо с помощью быст-
родействующих интегральных микросхем дифференциального драйвера и приемника.
Если используется активный дифференциальный драйвер и приемник, то они должны
быть выполнены по технологии ECL, чтобы минимизировать фазовый шум. В системе
с однополярным питанием +5 В микросхема ECL-логики может быть включена между
шиной земли и питания +5 В (PECL), а сигнал с дифференциальных выходов
преобразован для подачи на вход тактовых импульсов АЦП. В любом случае,
изначальные тактовые импульсы должны быть генерированы с помощью кварцевого
генератора с низким уровнем фазового шума.
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
главный генератор
с низким фазовым
ШУМОМ
ГЕНЕРАТОР ТАКТОВЫХ
ИМПУЛЬСОВ СИСТЕМЫ
\7
VD ^D
DSP ИЛИ
МИКРОПРОЦЕССОР
\7
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
ТАКТОВЫЕ
ИМПУЛЬСЫ
>-
СПОСОБ 1
т,
А ТАКТОВЫЕ
+ \ ИМПУЛЬСЫ
>*
СПОСОБ 2
V.
SNR = 20log10[ -щ ] J;
tj = Фазовый шум (jitter)
Частота аналогового сигнала
Рис. 10.19. Передача тактовых импульсов с цифровой заземляющей
поверхности на аналоговую
Источники неудач при
заземлении системы со
смешанными сигналами:
применение одноплатной
схемы заземления к
многоплатной системе
В большинстве технических описаний АЦП, ЦАП и других устройств со
смешанными сигналами речь идет о заземлении на единственной печатной плате, обычно
оценочной плате, разработанной тем же производителем, что и данная
микросхема. Использование этого подхода к многоплатным системам или к системам с
несколькими АЦП/ЦАП часто является источником неудач. Обычно рекомендуется
разделять заземляющую поверхность печатной платы на аналоговую и цифровую. Далее
рекомендуется выводы AGND и DGND преобразователя соединить вместе и соединить
аналоговую заземляющую поверхность с цифровой в этой же точке, как показано
на рис. 10.20. Это, в сущности, создает в устройстве со смешанными сигналами
систему заземления "звезда".
Все шумные цифровые токи протекают от источника "цифрового" питания к
цифровой заземляющей поверхности и обратно к "цифровому" источнику, они
изолированы от чувствительной аналоговой части платы. Система заземления "звезда"
образуется, когда аналоговая и цифровая заземляющие поверхности соединены
вместе в той точке, где находится устройство со смешанными сигналами. Хотя
этот подход обычно работает в простой системе с одной печатной платой и одним
АЦП/ЦАП, он не является оптимальным для многоплатных систем со смешанными
сигналами. В системе, имеющей несколько АЦП или ЦАП на различных печатных
платах (или на одной, если хотите), аналоговая и цифровая поверхности
получаются соединенными в нескольких точках, создавая возможность появления
контуров заземления и делая систему заземления в одной точке "звездой"
невозможной. По этим причинам такой подход к заземлению не рекомендуется для
многоплатных систем; для ИС со смешанными сигналами и небольшими цифровыми токами
должен использоваться метод, обсужденный выше.
ТОЧКА _ .
ЗАЗЕМЛЕНИЯ
"ЗВЕЗДОЙ"
1
АНАЛОГОВЫЕ
СХЕМЫ
vA ИС vD
СО
СМЕШАННЫМИ
СИГНАЛАМИ
AGND DGND
Va aV
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
*Д
АНАЛОГ.
И.П.
И
I
ЦИФРОВЫЕ
СХЕМЫ
Vd dV
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
°д
ЦИФРОВОЙ
И.П.
Рис. 10.20. Заземление ИС со смешанными сигналами:
система (типичная оценочная/тестовая плата)
одноплатная
Выводы: заземление устройств
со смешанными сигналами и
маленькими цифровыми токами
в многоплатных системах
Схема на рис. 10.21 обобщает ранее описанный подход к заземлению в
устройствах со смешанными сигналами и небольшими цифровыми токами. На аналоговую
заземляющую поверхность помехи не проникают, т.к. небольшие импульсные
цифровые токи протекают по небольшому контуру между Vd, развязывающим
конденсатором и DGND (показано жирной линией). Устройство со смешанными сигналами
любого назначения рассматривается как аналоговый компонент. Шум Vn между
заземляющими поверхностями уменьшает запас помехоустойчивости в цифровом
интерфейсе, но обычно он не вреден, если поддерживать его на уровне менее 300 мВ с
помощью низкоимпедансной цифровой заземляющей поверхности на всем пути к
точке заземления системы "звездой".
Однако устройства со смешанными сигналами, такие как сигма-дельта АЦП,
кодеки и DSP со встроенными аналоговыми функциями, становятся все более и более
насыщенными цифровыми схемами. Вместе с дополнительными цифровыми схемами
цифровые токи и шумы становятся больше. Например, сигма-дельта АЦП или ЦАП
содержат сложный цифровой фильтр, который существенно увеличивает цифровой
ток в устройстве. Метод, который был обсужден ранее, заключался в помещении
развязывающего конденсатора между Vd и DGND с целью удерживать цифровые токи
замкнутыми и изолированными в небольшом контуре. Однако если цифровые токи
достаточно большие и имеют постоянную или низкочастотную составляющую,
развязывающий конденсатор, возможно, должен будет иметь неприемлемо большую
емкость . Любой цифровой ток, который протекает вне контура между Vd и DGND,
вынужден будет проходить через аналоговую заземляющую поверхность. Это может
отрицательно повлиять на работу системы, особенно в системах с высоким
разрешением .
I
АНАЛОГОВЫЕ
СХЕМЫ
f-H=Hnr-i
v - ШУМ МЕЖДУ
ЗАЗЕМЛЯЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
vA ИС vD
со
СМЕШАННЫМИ
СИГНАЛАМИ
AGND DGND
Va aV а V
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
Х7
АА АА
К ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ
АНАЛОГОВОЙ ЧАСТИ
R
VW
БУФЕРНЫЙ
РЕГИСТР
1ШНА
■/-
1
ЦИФРОВЫЕ
СХЕМЫ
°V
йгН
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
S7
°Д °Д
• ••
• ••
К ТОЧКЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ "ЗВЕЗДОЙ"
К ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ
ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ
Рис. 10.21. Заземление ИС со смешанными сигналами с небольшими
внутренними цифровыми токами: многоплатная система
Трудно заранее сказать, какая величина цифрового тока, текущего по
аналоговой заземляющей поверхности, будет неприемлема для системы. Все, что мы можем
сделать в связи с этим - это предложить альтернативный метод заземления,
который , возможно, обеспечит лучшую производительность.
Выводы: Заземление устройств
со смешанными сигналами
с большими цифровыми токами
в многоплатной системе
Альтернативный метод заземления для устройств со смешанными сигналами и
большими цифровыми токами показан на рис. 10.22. Вывод AGND устройства со
смешанными сигналами связывается с аналоговой заземляющей поверхностью, а
вывод DGND этого устройства связывается с цифровой заземляющей поверхностью.
Цифровые токи изолированы от аналоговой заземляющей поверхности, но шум между
двумя заземляющими поверхностями прикладывается прямо между выводами AGND и
DGND устройства. Чтобы этот метод был успешным, аналоговые и цифровые схемы в
устройстве со смешанными сигналами должны быть хорошо изолированы. Шум между
выводами AGND и DGND не должен быть настолько большим, чтобы уменьшить запас
помехоустойчивости или вызвать нарушение работы внутренних аналоговых схем.
ВСТРЕЧНО-
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ
ДИОДЫ ШОТКИ
ИЛИ ДРОССЕЛЬ
С ФЕРРИТОВОЙ
БУСИНОЙ
v - ШУМ МЕЖДУ ЗАЗЕМЛЯ-
N ЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
АНАЛОГОВЫЕ
СХЕМЫ
vA ИС vD
СО
СМЕШАННЫМИ
СИГНАЛАМИ
AGND DGND
Va aV
И
ЦИФРОВЫЕ
СХЕМЫ
Vd dV
АНАЛОГОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
m
А АА
ЦИФРОВАЯ
ЗАЗЕМЛЯЮ1ЦАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
DA DA
К ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ
АНАЛОГОВОЙ ЧАСТИ
^
К ТОЧКЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ "ЗВЕЗДОЙ"
К ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ
ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ
Рис. 10.22. Заземление ИС со смешанными сигналами с
небольшими внутренними цифровыми токами: многоплатная
система
На рис. 10.22 показано место возможного включения встречно-параллельных
диодов Шоттки или дросселя на ферритовой бусине для соединения аналоговой и
цифровой заземляющих поверхностей. Диоды Шоттки предотвращают появление
больших постоянных напряжений или низкочастотных выбросов напряжения между двумя
поверхностями. Эти напряжения могут даже повредить ИС со смешанными
сигналами, если они превысят 300 мВ, потому что они появляются непосредственно между
выводами AGND и DGND. Как альтернатива диодам Шотки дроссель на ферритовой
бусинке обеспечивает связь по постоянному току между этими двумя
поверхностями, но изолирует их на частотах выше нескольких мегагерц, на которых
дроссель-бусинка обретает импеданс. Это защищает ИС от появления постоянного
напряжения между выводами AGND и DGND, но связь по постоянному току,
обеспечиваемая соединением с ферритовой бусинкой, может привести к появлению
нежелательного контура заземления по постоянному току, что может быть неприемлемо
для систем высокого разрешения.
Заземление цифровых грсцвсссров
обработки сигналов (DSP)
с внутренними системами ФАПЧ
Как и при рассмотрении ИС со смешанными сигналами, где просто заземления
AGND и DGND было недостаточно, новые процессоры цифровой обработки сигналов
(DSP) , такие как ADSP-21160 SHARC со встроенной системой ФАПЧ, увеличивают
требования к проектированию заземления. Система ФАПЧ ADSP-21160 позволяет
внутреннему генератору ядра (определяющему время выполнения инструкций)
работать на частоте в 2, 3 или 4 раза (по выбору) превышающей частоту внешнего
генератора CLKIN. CLKIN - это частота, на которой работают синхронные внешние
порты. Хотя это позволяет использовать внешний генератор более низкой
частоты, нужно быть внимательным при соединении питания и заземления с внутренней
системой ФАПЧ, как показано на рис. 10.23.
ЭТИ ЦЕПИ ДОЛЖНЫ
БЫТЬ КАК МОЖНО
КОРОЧЕ
0.1 мкФ
0.01 мкФ
+3.3 В
10 Ом +2.5 В
ФАПЧ
Х1,Х2,
ХЗ,Х4
CLKIN
AGND
X
46
VpD INT VDD EXT
DSP
(ADSP-21160)
GND
/T«
83
V V
ЦИФРОВАЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
Рис. 10.23. Заземление DSP со встроенной системой фазовой
автоподстройки частоты (ФАПЧ)
Для предотвращения внутреннего влияния цифровых токов на систему ФАПЧ
соединения ФАПЧ с питанием и заземлением производятся отдельно на выводах,
отмеченных AVdd и AGND соответственно. Питание AVdd +2.5 В должно получаться от
питания Vddint +2.5 В при помощи фильтрующей цепочки, как показано. Это
обеспечивает сравнительно бесшумное питание внутренней системы ФАПЧ. Вывод AGND
системы ФАПЧ должен быть соединен с цифровой заземляющей поверхностью
печатной платы кратчайшим путем. Развязывающие конденсаторы должны быть помещены
также на минимальном расстоянии между выводами AVdd и AGND.
Выводы по заземлению
Не существует единого метода заземления, гарантирующего 100% оптимальную
работу в любом случае. В этом разделе было представлено несколько возможных
вариантов, в зависимости от требуемых характеристик отдельных устройств со
смешанными сигналами. Они все применимы, однако предусматривают много возмож-
ных вариантов разводки печатной платы.
Обязательно хотя бы один слой платы должен быть отведен под заземляющую
поверхность ! Предварительное размещение компонентов нужно делать так, чтобы
обеспечивать непересекающиеся аналоговую и цифровую поверхности, а в
нескольких местах должны быть предусмотрены контактные площадки и межслоиные
переходы для установки встречно-параллельных диодов Шоттки или дросселей с феррито-
выми бусинками, если потребуется. Также должны быть предусмотрены контактные
площадки и межслоиные переходы, чтобы аналоговая и цифровая поверхности могли
быть связаны вместе перемычкой если потребуется.
Выводы AGND устройств со смешанными сигналами обычно должны быть соединены
с аналоговой заземляющей поверхностью. Исключение из этого правила - цифровые
процессоры обработки сигналов (DSP), такие как ADSP-21160 SHARC, в которых
имеются внутренние системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Вывод
заземления ФАПЧ отмечен как AGND, но должен быть соединен напрямую с цифровой
заземляющей поверхностью для DSP.
Не существует единого метода заземления, который
гарантировал бы 100% результат во всех случаях!
Одного и того же результата можно добиться различными
методами.
Хотя бы один слой на каждой плате ДОЛЖЕН быть отведен
под заземляющую поверхность!
Делайте предварительную компоновку так, чтобы
аналоговая и цифровая заземляющие поверхности
были разделены.
Предусмотрите на плате контактные площадки
и межслоиные переходы для встречно-параллельных
диодов Шоттки или, возможно, дросселей с ферритовыми
бусинками для соединения заземляющих поверхностей
друг с другом.
Предусмотрите устанавливаемые перемычки таким
образом, чтобы выводы DGND устройств со смешанными
сигналами могли быть связаны с выводами AGND (с
аналоговой заземляющей поверхностью) или с цифровой
заземляющей поверхностью. (AGND ФАПЧ в DSP должны
быть связаны с цифровой заземляющей поверхностью).
Обеспечьте контактные площадки и межслоиные переходы
для устанавливаемых перемычек таким образом, чтобы
аналоговые и цифровые заземляющие поверхности могли
быть соединены вместе в нескольких точках на каждой
плате.
Следуйте рекомендациям технических описаний по
устройствам со смешанными сигналами.
Рис. 10.24. Краткая философия заземления
Некоторые общие
правила компоновки
платы для систем со
смешанными сигналами
Очевидно, что шум может быть минимизирован при тщательной компоновке
устройства и при минимизации влияния различных сигналов друг на друга.
Аналоговые сигналы высокого и низкого уровней должны быть разделены, и те и другие
должны размещаться отдельно от цифровых сигналов. Часто бывает, что в систе-
мах с преобразованием сигнала в цифровую форму и обратно, сигнал тактовых
импульсов (являющийся цифровым сигналом) так же чувствителен к шуму, как любой
аналоговый сигнал, но он в то же время способен создавать шум, как и любой
цифровой сигнал, поэтому должен быть изолирован как от аналоговых, так и от
цифровых систем. Если для выработки тактовых импульсов используется ИС, то
только одна частота должна вырабатываться одной ИС. Совмещение тактовых
генераторов различной частоты в одной ИС приведет к появлению дополнительного
фазового шума и взаимных помех и ухудшит производительность системы.
Заземляющая поверхность может работать как экран, где пересекаются
чувствительные сигналы. На рисунке 10.25 показана хорошая компоновка платы сбора
данных, где все чувствительные области изолированы друг от друга и пути
сигналов укорочены насколько возможно. В тех редких случаях, когда в реальности
все так же идеально, этот принцип действует.
ГЕНЕРАТОР
ТАКТОВЫХ
ИМПУЛЬСОВ
ИСТОЧНИК
ОПОРНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
АЦП
АНАЛОГОВАЯ
ЧАСТЬ
-/-
ФИЛЬТР
УСИЛИТЕЛЬ
X
X
X
о
ПИТАНИЕ о
АНАЛОГОВЫЙ ВХОД
СХЕМЫ
ТАКТИРОВАНИЯ
БУФЕРНЫЙ
РЕГИСТР
X
DSP
или |jP
X
6
МНОГОТОЧЕЧНОЕ
ЗАЗЕМЛЕНИЕ
X
^
УПРАВЛЯ-
ЮЩАЯ
ЛОГИКА
Л
ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОИ
ЦИФРОВАЯ Jf
ЧАСТЬ
-/-
БУФЕРНАЯ
ПАМЯТЬ
х
о
ШИНА
ДАННЫХ
6 ШИНА
АДРЕСА
О
МНОГОТОЧЕЧНОЕ
ЗАЗЕМЛЕНИЕ
Рис. 10.25. Аналоговые и цифровые схемы должны располагаться на
печатной плате раздельно
Существует ряд важных точек, на которые надо обратить внимание при
выполнении соединений питания и сигналов. Во первых, разъем - это одно из мест в
системе, где все сигнальные провода должны идти параллельно - значит нужно
обязательно перемежать их с проводами заземления (создать электростатический
экран), чтобы уменьшить взаимодействие между ними.
Множество выводов заземления важно по еще одной причине: они обеспечивают
низкое сопротивление заземления в соединении платы устройства с остальной
схемой. Контактное сопротивление одного вывода соединителя печатной платы
достаточно низкое (порядка 10 мОм) когда плата новая, когда же плата стареет,
сопротивление контактов может увеличиться, и работа платы может быть
нарушена. Поэтому очень рекомендуется использовать дополнительные контакты разъема
печатной платы так, чтобы было достаточно много соединений заземления (хотя
бы 30-40% от всех контактов разъема печатной платы должны быть контактами
заземления) . По тем же причинам должно быть несколько контактов для каждого
соединения питания, хотя, конечно, не так много, как контактов заземления.
Изготовители высокопроизводительных ИС со смешанными сигналами, такие как
Analog Devices, предлагают оценочные платы для того, чтобы помочь заказчикам
в их предварительных разработках и компоновке. Оценочные платы АЦП обычно
содержат генератор тактовых импульсов с низким фазовым шумом, выходные регистры
и необходимые соединения питания и сигналов. Они также могут содержать
дополнительные вспомогательные схемы, такие как входной буферный усилитель и
внешний источник опорного напряжения.
Компоновка оценочной платы оптимизируется по условиям заземления, развязки
и разводки сигналов, и может служить образцом при компоновке платы АЦП в
устройстве . Обычно получить разводку такой оценочной платы можно у производителя
АЦП в формате САПР (Gerber). Во многих случаях разводка различных слоев
показана в технической документации на устройство.
МЕТОДЫ ИЗОЛЯЦИИ
ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ3
Одним из средств размыкания паразитных контуров заземления является
использование изолирующих методов. Аналоговые изолирующие усилители часто находят
применение там, где требуется высокая степень изоляции, например, в
медицинском оборудовании. Методы цифровой изоляции обеспечивают надежный способ
передачи цифрового сигнала через интерфейс, не вызывающий помех на заземлении.
VDdi (5В)425 0м- "- ~ ЮкОм VDD2 (5B)
-АДг-Ф 1 | | (>^A/v
о v,
вых
высоковольтный
ИЗОЛИРУЮЩИЙ БАРЬЕР
Для передачи сигнала через высоковольтный барьер
используется свет
Излучателем является светодиод, а приемником -
фототранзистор
Изоляция рассчитана на высокое напряжение:
от 5000 В до 7000 В
Устройство нелинейно - подходит для цифрового или
частотного сигнала
Врема нарастания и спада в медленных оптопарах
может составлять 10-20 мкс
Пример: Siemens ILQ-1 Quad (http: //www.siemens.com)
Рис. 10.26. Изоляция цифрового сигнала с помощью
светодиод но -транзисторной оптопары
Оптопары (также называемые оптроны) используются весьма широко и
выпускаются различных видов и в различных корпусах. Типичная оптопара, содержащая
светодиод (LED) и фототранзистор показана на рис. 10.26. Ток величиной
приблизительно 10 мА течет через светодиодный излучатель; излучаемый свет принимается
фототранзистором. Света, производимого светодиодом, достаточно, чтобы
привести фототранзистор в состояние насыщения. Обычно обеспечивается изоляция на
напряжение до 5000-7000 В. Хотя оптопары прекрасно подходят к цифровым сигна-
3 Уолт Кестер
лам, они слишком нелинейны для большинства аналоговых применений. Кроме того,
необходимо понимать, что т.к. фототранзистор работает в режиме насыщения,
время нарастания и спада может быть порядка 10-20 мкс в медленных оптопарах,
таким образом, их применение на высоких скоростях ограничено.
Более быстродействующая архитектура показана на рис. 10.27, она основана на
применении светодиода (LED) и фотодиода. LED и здесь управляется током
величиной приблизительно 10 мА. Это обеспечивает выход света, генерирующий ток в
получающем фотодиоде, достаточный для образования достоверно высокого
логического уровня на выходе усилителя. Скорость может сильно отличаться у
различных оптопар, самые быстрые обычно имеют типичную задержку на прохождение 20
не (максимум 40 не) и могут обеспечивать скорость данных до 25 MBd. Это
соответствует рабочей частоте 12.5 МГц для прямоугольных колебаний и длительности
минимально возможного проходящего импульса 40 не.
vDD1o
Vino
(вход
данных)
GND, О
ovD
(выход
данных)
О GND2
Напряжение питания +5 В
Допустимое напряжение между входом и выходом
2500 В
Частота цифрового сигнала: максимум 12.5 МГц
Максимальная скорость данных 25 MBd
Максимальная задержка на прохождение 40 не
Типичное время нарастания/спада 9 не
Пример: Agilent HCPL-7720
(http://www.semiconductor.agilent.com)
Рис.10.27. Изоляция цифрового сигнала с помощью све-
тодиодно-фотодиодной оптопары
Микросхемы AduMllOOA и AduMllOOB - это цифровые изоляторы, работа которых
основана на технологии изоляции Analog Devices iimlsolation. Сочетая в себе
высокоскоростную КМОП-схему и монолитный трансформатор без сердечника, эти
изолирующие компоненты обеспечивают более высокие рабочие характеристики, чем
обычные оптопары, описанные выше.
ИС AduMllOOA и AduMllOOB, выпускающиеся совместимыми по выводам с
существующими высокоскоростными оптопарами для обеспечения возможной замены,
поддерживают скорость данных 25 MBd и 100 MBd соответственно. Функциональная
схема этих устройств показана на рис. 10.28.
AduMllOOA и AduMllOOB работают при напряжении питания либо 3.3 В, либо 5 В,
имеют задержку на прохождение меньше 10 не, асимметрию фронта импульса меньше
2 не, время нарастания/спада меньше 2 не. Они работают при очень низком
энергопотреблении, ток покоя составляет менее 600 мкА (сумма с излучающей и
приемной сторон) и динамическом токе менее 230 мкА на 1 MBd скорости передачи
данных. В отличие от обычного трансформатора эти устройства обеспечивают
корректную передачу постоянного тока с помощью патентованной схемы обновления,
которая постоянно корректирует выходной сигнал.
Vn
V,N
(вход
данных
GNO, О
DD2
Vout
(выход
данных)
О GND2
Напряжение питания +5 B/+3.3 В
Допустимое напряжение между входом и выходом
2500 В
Максимальная скорость данных 25 MBd (ADuM1100А)
Максимальная скорость данных 100 MBd (ADuMHOOB)
Максимальная задержка на прохождение 10 не
Типичное время нарастания/спада 2 не
Совместимость по выводам с наиболее популярными
оптопарами
Рис.10.28. Цифровые изоляторы ADuMl10 0А/ADuMl100В
Микросхемы цифровых изоляторов семейства AD260/AD261 могут пропускать пять
цифровых сигналов от/к высокоскоростным процессорам обработки сигналов (DSP),
микроконтроллерам или микропроцессорам. Микросхема AD260, кроме того,
содержит 1.5-ваттный трансформатор для внешней схемы преобразования постоянного
тока; изоляция трансформатора рассчитана на 3.5 кВ.
Каждая канал AD260 может передавать цифровые сигналы с частотой до 20 МГц
(40 MBd) с задержкой распространения всего 14 не, что обеспечивает очень
высокую скорость передачи данных. Симметрия выходных импульсов обеспечивается в
пределах ±1 не относительно входных, так что ИС AD260 может быть использована
для изоляции сигнала широтно-импульсного модулятора (ШИМ)
Упрощенная схема одного канала ИС AD260/AD261 показана на рис. 10.29.
Входной сигнал проходит через триггер Шмитта, через D-триггер ("защелку") и
специальную преобразующую схему, которая дифференцирует фронты цифрового
входного сигнала и управляет первичной обмоткой соответствующего трансформатора
сигналом "установить высокий/установить низкий". Вторичная обмотка
изолирующего трансформатора управляет приемником с помощью того же сигнала
"установить высокий/установить низкий", а приемник восстанавливает исходную форму
логического сигнала. Внутренняя схема опрашивает все входы приблизительно
каждые 5 мке и при отсутствии изменений логических уровней передает
соответствующие сигналы "установить высокий/установить низкий" через интерфейс. Таким
образом, время восстановления из состояния сбоя или при включении питания
составляет 5-10 мке.
Трансформатор питания (присутствующий в ИС AD260) спроектирован для работы
на частотах 150-250 кГц и без труда обеспечивает изолированное питание
мощностью более 1 Вт при подключении к мостовой схеме (работающей при напряжении
питания 5 В) на стороне передатчика. Различные отводы трансформатора,
выпрямитель и схемы стабилизаторов обеспечивают комбинацию напряжений ±5, 15, 24 В
или даже 30 В и выше. Если трансформатор управляется 5-вольтовой мостовой
схемой с низким падением напряжения, то на всей вторичной обмотке размах
напряжения будет составлять 37 В от пика до пика.
J L
ВХОД
ДАННЫХ
ТРИГГЕР
ШМИТТА
D-ТРИГГЕР
РАЗРЕШЕНИЕ
О
СХЕМА
НЕПРЕРЫВНОГО
ОБНОВЛЕНИЯ
ПРИМЕЧАНИЕ: ПОКАЗАН ТОЛЬКО
ОДИН КАНАЛ
J L
ДРАЙВЕР
С ТРЕМЯ
СОСТОЯНИЯМИ
ВЫХОД
ДАННЫХ
РАЗРЕШЕНИЕ
О
-О ИЗОЛИРУЮЩИЙ
ТРАНСФОРМАТОР
-О (AD260)
37 В (от пика до
-О пика), 1.5 Вт
ИЗОЛИРУЮЩИЙ БАРЬЕР
НА 3500 В
(AD260B/AD261B)
Рис. 10.29. Цифровые изоляторы AD260/AD2 61
Изоляция испытана на напряжение 3500 В (AD260B/AD261B)
5 изолированных цифровых линий в 6 конфигурациях
входов/выходов
Частота логического сигнала: 20 МГц макс
Скорость передачи данных: 40 MBd макс
Изолированный трансформатор питания: 37 в р-р, 1.5 Вт
(AD260)
Симметрия волны при передаче сигнала: ±1 не
Задержка распространения: 14 не
Время нарастания/спада меньше 5 не
Рис 10.30. Основные характеристики цифровых изоляторов AD260/AD261
СНИЖЕНИЕ ШУМОВ И
ФИЛЬТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ4
Прецизионные аналоговые схемы обычно питаются от источника с хорошим
линейным стабилизатором с низким уровнем шума. Однако за последние 10 лет в
электронных схемах стали гораздо чаще использоваться импульсные источники (ИИП),
и как следствие, они стали использоваться также для питания аналоговых схем.
Причины их популярности - высокий КПД, малое повышение температуры, небольшой
размер и вес.
Несмотря на эти преимущества, ИИП имеют отрицательные стороны, и самое
главное - большой уровень помех на выходе. Эти помехи обычно занимают широкую
полосу частот, проявляются в проводимых и излучаемых шумах, а также в нежела-
4 Уолт Джанг, Уолт Кестер, Билл Честнат
тельных электрических и магнитных полях. Напряжение выходного шума ИИП
представляет собой короткие импульсы или пики напряжения. Хотя значение частоты
переключения лежит в пределах 20 кГц - 1 МГц, выбросы могут содержать
частотные компоненты, достигающие 100 МГц и выше. В спецификации на ИИП обычно
указано значение среднеквадратичного напряжения шума, но как потребитель вы
должны также знать амплитуду выбросов при определенной нагрузке,
соответствующей вашей системе.
В данной главе рассматриваются приемы фильтрации постоянного напряжения со
сравнительно небольшими потерями для доведения качества напряжения на выходе
ИИП до уровня пригодного для аналоговых устройств, то есть достаточно
"тихого " для прецизионных аналоговых схем. Рассмотренные схемные решения фильтров
обычно подходят для всех типов источников питания, использующих импульсные
элементы в тракте питания. Это относится и к различным преобразователям
постоянного напряжения (DC-DC), и к распространенным источникам питания на
напряжение 5 В (компьютерным).
Чтобы понять, как шум источника питания действует на аналоговые схемы и
системы, необходимо понимание процессов электромагнитного взаимодействия. В
каждом случае, связанном с помехами, имеется свой источник, путь и место
воздействия. В целом, существуют 3 метода борьбы с помехами. Во-первых,
излучение источника может быть уменьшено с помощью надлежащей разводки, управления
временем нарастания импульса, фильтрации и грамотного заземления. Во-вторых,
пути проведения и излучения должны быть устранены посредством физического
разделения и экранирования. В-третьих, помехоустойчивость объекта воздействия
может быть улучшена благодаря фильтрации сигналов и напряжения питания,
контролю уровня импеданса, балансу импеданса и использованию дифференциальных
технологий для подавления нежелательных синфазных сигналов. Этот раздел
посвящен уменьшению уровня шума питания посредством внешних дополнительных
фильтров.
Средства, применяемые для борьбы с высокочастотными шумами ИИП, перечислены
на рис. 10.31. Они различаются по электрическим характеристикам, а также по
их эффективности по части уменьшения шума, и перечислены приблизительно в
порядке предпочтения. Из этих средств катушки индуктивности и конденсаторы и
являются наиболее действенными фильтрующими элементами, они наиболее выгодны
по соотношению цена/эффективность, а также невелики по размеру.
■ Конденсаторы
■ Катушки индуктивности
■ Дроссели с ферритовыми бусинами
■ Резисторы
■ Линейный пост-стабилизатор
■ Надлежащее размещение и заземление
■ Физическое разделение с чувствительными аналоговыми
схемами
Рис 10.31. Средства понижения шума импульсного стабилизатора
Конденсаторы, пожалуй, самые важные компоненты фильтра для ИИП. Существует
много различных типов конденсаторов, и совершенно необходимо разбираться во
всех их характеристиках для того, чтобы сконструировать на практике хороший
фильтр питания. Существует три больших класса конденсаторов, используемых в
фильтрах на частотах 10 кГц-100 МГц, различающихся по типу диэлектрика:
электролитические , пленочные органические и керамические. Эти типы могут в свою
очередь делиться на подклассы. Кратко основные характеристики конденсаторов
приведен в таблице на рис. 10.32.
1 Емкость
1 Рабочее
1 напряжение
1 Эквивалентное
1 последователь
1 -ное
1 сопротивле-
1 ние (ESR)
1 Рабочая
1 частота (*)
Алюминиевые
электролитические (общего
применения)
100 мкФ
25 В
0.6 Ом на
частоте 100 кГц
я 100 кГц
Алюминиевые
электролитические (для
импульсных
схем)
120 мкФ
25 В
0.18 Ом на
частоте 100 кГц
я 500 кГц
Танталовые
электролитические
120 мкФ
20 В
0.12 Ом на
частоте 100 кГц
«1 МГц
OS-CON
электролитические
100 мкФ
20 В
0.02 Ом на
частоте 100 кГц
я1 МГц
Полиэстеровые
(в виде пачки)
1 мкФ
400 В
0.11 Ом на
частоте 1 МГц
я 10 МГц
Керамический 1
(много- 1
слойный) 1
0.1 мкФ 1
50 В 1
О.12 0м на 1
частоте 1 МГц 1
я 1 ГГц I
(*) Максимальная рабочая частота сильно зависит от емкости и конструкции
конденсатора
Рис.10.32. Типы конденсаторов
Какой бы диэлектрик не применялся, основная составляющая потерь в
конденсаторе выражается через эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), это
- суммарное паразитное сопротивление конденсатора. ESR ограничивает
эффективность фильтра и требует особого внимания, т.к. в некоторых типах
конденсаторов ESR может изменяться в зависимости от частоты и температуры. Другая
составляющая, понижающая качество конденсатора, - эквивалентная
последовательная индуктивность (ESL). Индуктивностью ESL определяется частота, на которой
полная характеристика импеданса конденсатора переходит от емкостной к
индуктивной. Эта частота разная - от 10 кГц в некоторых электролитических
конденсаторах до 100 МГц или даже больше в керамических конденсаторах для
поверхностного монтажа (SMD). ESR и ESL минимизированы в безвыводных компонентах. Все
упомянутые типы конденсаторов доступны в исполнении для поверхностного
монтажа (SMD), которое предпочтительно для высокоскоростных устройств.
Конденсаторы из семейства электролитических являются прекрасным,
эффективным по стоимости низкочастотным компонентом фильтра по причине широкого
диапазона значений емкости, большого отношения емкости к объему и широкому
диапазону рабочих напряжений. В семейство входит алюминиевый электролитический
конденсатор общего применения, который работает при напряжении от 10 В до 500
В, и имеет емкость от 1 до несколько тысяч мкФ. Все конденсаторы этого типа
полярные и не могут выдерживать без повреждения более 1 В обратного
напряжения. Они также имеют относительно большие токи утечки (до десятков мкА, этот
параметр сильно зависит от особенностей конструкции).
В семейство электролитов входят танталовые конденсаторы, обычно
рассчитанные на напряжение 100 В и ниже, с емкостью до 500 мкФ. Танталовые
конденсаторы имеют большее значение отношения емкости к объему, чем электролитические
конденсаторы общего назначения, и имеют более высокий диапазон частот и
низкое значение ESR. Обычно они дороже, чем стандартные электролитические
конденсаторы, и должны использоваться с осторожностью, с учетом скорости
нарастания и пульсаций тока.
Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют подвид импульсных
конденсаторов, который разработан для работы с большим импульсным током на частотах
до нескольких сотен кГц и имеют небольшие потери. Конденсаторы этого типа
конкурируют с танталовыми в высокочастотных фильтрах, имея преимущество в
виде более широкого диапазона емкостей.
Более специализированные алюминиевые высокоэффективные конденсаторы типа
OS-CON содержат органический полупроводниковый электролит. Такие конденсаторы
имеют значительно более низкое значение ESR и более широкий диапазон частот,
чем другие электролитические конденсаторы, и к тому же у них имеется свойство
- не слишком снижается значение ESR при низких температурах.
Пленочные конденсаторы имеют очень широкий диапазон значений емкости и
разновидностей диэлектриков, в том числе полиэстер, поликарбонат, полипропилен и
полистирол. Из-за малой диэлектрической проницаемости этих материалов размеры
данных конденсаторов довольно велики; так, например, конденсатор с полиэсте-
ровым диэлектриком на 10 мкФ/50 В имеет размер с ладонь. Металлизированные
электроды (по сравнению с электродами из фольги) способствуют уменьшению
размеров, но даже конденсаторы с самой высокой диэлектрической постоянной среди
конденсаторов этого типа (полиэстер, поликарбонат) все же больше по размеру,
чем любой электролитический, даже при использовании самой тонкой пленки с
самым низким номинальным напряжением (50 В) . Хотя пленочные конденсаторы имеют
очень низкие диэлектрические потери, этот фактор не обязательно является
преимуществом на практике для фильтра ИИП. Например, ESR в пленочных
конденсаторах может быть даже менее 10 мОм, и их свойства в том, что касается
добротности, очень хорошие. Но на практике это может вызвать нежелательные
резонансные явления в фильтрах, там, где требуется затухание.
Пленочные конденсаторы с конструкцией в виде многослойного рулона могут
обладать индуктивностью. Это может уменьшить их эффективность при
высокочастотной фильтрации. Разумеется, только неиндуктивные пленочные конденсаторы могут
быть использованы в фильтрах ИИП. Один из специфических неиндуктивных типов
конденсатора - это многослойный, где пластины конденсатора вырезаны как
небольшие слоистые прямые кусочки из большого намотанного барабана, состоящего
из слоев диэлектрика/проводника. Эта технология привлекательна низкой
индуктивностью конденсаторов. Очевидно, для лучшей эффективности на высокой
частоте длина выводов должна быть минимальной. Также выпускаются конденсаторы с
поликарбонатной пленкой, рассчитанные на высокие токи, специально
разработанные для ИИП, с различными низкоиндуктивными выводами для уменьшения значения
индуктивности ESL.
В зависимости от электрических параметров и физических размеров, пленочные
конденсаторы могут применяться на частотах до 10 МГц и даже выше. На самых
высоких частотах могут применяться только многослойные конденсаторы.
Некоторые производители сейчас выпускают пленочные конденсаторы безвыводной
конструкции для поверхностного монтажа (SMD), что устраняет проблему индуктивности
выводов.
На частоте выше нескольких МГц обычно используют керамические конденсаторы
из-за их компактных размеров, низких потерь и наличия номиналов до нескольких
мкФ при использовании диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью
(X7R и Z5U) , с номинальным напряжением до 200 В. В конденсаторах типа NP0
(также обозначаемых COG) используется диэлектрик с низкой диэлектрической
проницаемостью, они имеют нулевой температурный коэффициент емкости (ТКЕ)
плюс низкий коэффициент зависимости емкости от приложенного напряжения (по
сравнению с менее стабильными конденсаторами с высоким значением
диэлектрической проницаемости). Значения емкостей конденсаторов типа NP0 ограничены
величиной 0.1 мкФ и ниже, обычно на практике менее 0.01 мкФ.
Многослойные керамические "чипы-конденсаторы" очень популярны для развязки
и фильтрации на частотах 10 МГц и выше, т.к. их очень низкая индуктивность
обеспечивает почти оптимальное прохождение радиочастотных сигналов.
Керамические чип-конденсаторы с меньшими значениями емкости имеют рабочий диапазон
частот до 1 ГГц. Для применения на высоких частотах правильный выбор
заключается в выборе конденсатора, который имеет собственную резонансную частоту
более высокую, чем самая высокая частота, которая имеется в данной цепи.
Все конденсаторы имеют некоторое конечное значение эквивалентного
последовательного сопротивления ESR. В некоторых случаях ESR может даже
способствовать подавлению резонансных пиков в фильтрах, обеспечивая некоторое
затухание. Например, для большинства электролитических конденсаторов область
последовательного резонанса можно найти на графике зависимости импеданса от
частоты. Это происходит там, где |Z| падает до минимального уровня, почти равного
ESR конденсатора на этой частоте. Данный низкодобротный резонанс может обычно
покрывать относительно большой диапазон частот в несколько октав. По
сравнению с очень высокодобротными острыми резонансными пиками пленочных и
керамических конденсаторов, поведение электролитов может быть полезно при
подавлении резонансных явлений.
В большинстве электролитических конденсаторов значение ESR заметно
увеличивается при низких температурах, примерно в 4-6 раз при изменении температуры
от комнатной до -55°С. В схемах, для которых значение ESR критично, это может
вызвать сбои. Для решения этой проблемы существуют некоторые специальные типы
электролитических конденсаторов, например у конденсаторов типа HFQ значение
ESR на частоте 100 кГц при -10°С возрастает не более чем в 2 раза по
сравнению со значением при комнатной температуре. Электролитические конденсаторы
типа OSCON также имеют достаточно пологие характеристики зависимости ESR от
температуры.
ПИКА
= 1 А
О О v
ESR=0.2Om
ESL = 20h|-h
С= 100 мкФ
ВХОДНОЙ
ТОК
^\ cli = 1A
dt 100нс
Эквивалентная
частота f = 3.5 МГц
Упика " ESL» ^ + ESR • I пика
v
ВЫХОДНОЕ
ХС = 0.0005 Ом НАПРЯЖЕНИЕ
на частоте
3.5 МГц
= 400 мВ
ESR4
ПИКА
= 200 мВ
Рис. 10.33. Эквивалентная схема конденсатора и его
ответ на импульсное воздействие
Как было замечено, все конденсаторы имеют паразитные свойства, которые
ограничивают их эффективность. Эквивалентная электрическая схема, описывающая
реальный конденсатор, моделирует ESR, ESL, основную емкость плюс некоторое
шунтирующее сопротивление (см. рис. 10.33). Импеданс реального конденсатора
на низких частотах почти чисто емкостной. На средних частотах его импеданс
определяется значением ESR, например, для ряда типов, около 0.12-0.4 Ома на
частоте 125 кГц. На частотах, превышающих значение примерно 1 МГц, этот
конденсатор становится индуктивным, в импедансе доминирует эффект ESL. У всех
электролитических конденсаторов кривые изменения импеданса близки по форме к
изображенной на рис. 10.34. Минимальный импеданс будет изменяться в
зависимости от значения ESR, а диапазон индуктивного импеданса зависит от величины
ESL (которая, в свою очередь, сильно зависит от конструкции корпуса).
ЕМКОСТНОЙ
ИМПЕДАНС
С(ЮОмкФ)
ИНДУКТИВНЫЙ
ИМПЕДАНС
ESL (20 нГн)
РЕЗИСТИВНЫИ
ИМПЕДАНС
ESR (0.2 Ом)
ESR = 0.2 Ом
10 кГц
1 МГц
LOG ЧАСТОТЫ
Рис. 10.34. Зависимость импеданса электролитического
конденсатора от частоты
Что касается катушек индуктивности, в фильтрах источников питания очень
часто применяются ферриты - непроводящая керамика, производимая из оксидов
никеля, цинка, марганца и других соединений. На низких частотах (меньше 100
кГц), катушки с ферритовыми сердечниками обладают индуктивностью, поэтому они
полезны в низкочастотных LC фильтрах. На частотах более 100 кГц импеданс
катушки с ферритовым сердечником становится резистивным, что важно для
разработки высокочастотных фильтров. Импеданс индуктивностей с ферритовыми
сердечниками является функцией материала, диапазона рабочих частот, постоянного
тока смещения, числа витков, размера, формы и температуры. В таблице на рис.
10.35 перечислены основные свойства феррита, а на рис. 10.36 показаны
характеристики импеданса некоторых дросселей с ферритовыми сердечниками фирмы
Fair-Rite (http://www.fair-rite.com).
Несколько производителей ферритов предлагают большой выбор ферритовых
материалов самой различной формы. Наипростейшая форма - бусинка из ферритовохю
материала, ферритовыи цилиндр, который просто надевается на вывод питания для
развязки. Также имеются ферритовые бусинки с выводами - это та же бусинка,
уже установленная на кусочек провода и используемая как компонент. Более
сложные бусинки имеют много продольных каналов в цилиндре для улучшения
развязки; существуют и другие варианты. Также существуют бусинки с выводами для
монтажа на поверхность (SMD).
■ Ферриты эффективны на частотах выше 25 кГц
■ Существуют ферритовые дроссели разных размеров
и форм, в том числе в виде резистора с выводами
■ Импеданс ферритового дросселя на высоких частотах
преимущественно резистивный, что идеально для фильтра
ВЧ
■ Небольшие потери на постоянном токе: сопротивление
провода, проходящего через феррит, очень невелико
■ Существуют варианты с большим током насыщения
■ Выбор зависит от:
♦ Источника и частоты помех
♦ Требуемого на частоте помех сопротивления
♦ Окружения: температуры, напряженности постоянного
и переменного поля, имеющегося свободного места
■ Всегда тестируйте проектируемое!
Рис. 10.35. Ферриты необходимые для высокочастотных фильтров
Рис. 10.36. Импеданс дросселей с ферритовыми бусинками
Для материалов Fair-Rite имеются модели PSpice, с их помощью можно оценить
импеданс катушек с ферритовыми сердечниками. Эти модели разработаны в
соответствии с реально измеренным, а не теоретическим импедансом.
Полное сопротивление дросселей с ферритовыми сердечниками зависит от
нескольких взаимно зависимых переменных и аналитическому расчету поддается с
трудом, поэтому трудно напрямую подобрать требуемый феррит. Однако знание
следующих характеристик сделает выбор проще. Во-первых, определите диапазон
частот шума, который должен фильтроваться. Во-вторых, должен быть известен
ожидаемый диапазон температур фильтра, т.к. импеданс дросселей с ферритовыми
сердечниками изменяется в зависимости от температуры. В-третьих, должен быть
известен максимальный постоянный ток, протекающий через дроссель, чтобы
удостовериться, что феррит не войдет в насыщение. Хотя модели и другие
аналитические средства могут подтвердить правильность предпосылок, приведенная выше
общая последовательность выбора, подкрепленная несколькими экспериментами с
реальным фильтром, с подключенной нагрузкой, соответствующей реальным
условиям, должна привести к правильному выбору феррита.
При соответствующем выборе компонентов низко- и высокочастотные фильтры
могут быть спроектированы так, чтобы сгладить шум на выходе ПИП и обеспечить
пригодное для питания аналоговых схем 5-вольтовое питание. На практике лучше
добиваться этого, используя две ступени (а иногда и больше), каждая ступень
должна быть оптимизирована для определенного диапазона частот. Для всего
постоянного тока нагрузки может быть использовано общее фильтрующее звено,
фильтрующее шум на 60 dB или больше в диапазоне до 1-10 МГц. Этот главный
фильтр используется как входной фильтр на печатной плате и обеспечивает
широкополосную фильтрацию, общую для всех линий питания печатной платы. Прямо на
выводах питания отдельных частей устройства используются более простые
локальные фильтрующие звенья, чтобы обеспечить развязку на высоких частотах.
Эксперименты с
импульсным
источником питания
Для того, чтобы лучше разобраться в проблеме фильтрации ИИП, был проведен
ряд экспериментов со следующим устройством: синхронный понижающий импульсный
стабилизатор ADP1148 с напряжением на входе 9 В, и напряжением 3.3 В при токе
1 А на выходе.
В добавлении к обычному исследованию формы входных и выходных сигналов,
целью этих экспериментов было уменьшить размах выходных пульсаций до уровня
меньше 10 мВ - уровня, приемлемого для питания большинства аналоговых схем.
ЩУП
пружинящий контакт
в виде "штыка"
для подключения
К"ЗЕМЛЕ"
КОНТАКТ С ТОЧКОЙ,
ГДЕ КОНТРОЛИРУЕТСЯ
СИГНАЛ
ч*п
ПРОВОД С ЗАЖИМОМ "КРОКОДИЛ"
ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К "ЗЕМЛЕ"
(НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ!)
КОНТАКТ
С ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ
Рис. 10.37. Методика подключения щупа осциллографа
Измерения были сделаны с использованием широкополосного цифрового
осциллографа фирмы Tektronix с входной полосой 20 МГц, так что пульсации от
импульсного стабилизатора наблюдались очень хорошо. В работающем устройстве
пульсации напряжения питания с частотой более 20 МГц лучше всего фильтруются
локально на каждом выводе питания ИС при помощи низкоиндуктивного керамического
конденсатора и, возможно, последовательно включенного дросселя на ферритовой
бусинке.
Для точных измерений пульсаций важно устройство щупа. Был использован
стандартный пассивный зонд 1:10 с пружинящим наконечником типа "штыка" для того,
чтобы сделать соединение с землей как можно более коротким (см. рис. 10.37).
Использование "крокодила" для подобных измерений не рекомендуется, т.к.
длинное соединение с землей образует ненужный индуктивный контур, который
усиливает высокочастотный шум переключения, нарушая измеряемый сигнал.
Обратите внимание: Схематическое представление соответствующего реального
заземления почти невозможно. Во всех последующих схемах соединения с землей
выполняются с помощью заземляющей поверхности, используя кратчайший путь,
независимо от того, как они обозначены на схеме.
Схема мостового импульсного стабилизатора 9 В --> 3.3 В/1 А на микросхеме
ADP1148 показана на рис. 10.38. Форма выходного сигнала понижающего
импульсного стабилизатора ADP1148 показана на рис.10.39. Основная частота
переключения около 150 кГц, а выходные пульсации около 40 мВ.
о
VBx, 9 В
10 нФ
V
IRF7204
<5INT Vcc
P-DRIVE0
ADP1148-3.3
0SHUTDOWN
Сс
Re, 1 кОм
Ш Ф'тн
ь
гт
V
Р-КАНАЛ
МКФ
С1
+ 220 мкФ
-25 В
v
3300 пФ
SENSE (+)&
<?Ст
Ст
470 пФ
SENSE (-)
1000 пФ
,11
N-DRIVEO
SGND
—О
PGND
О-
VbnX)
3.3 В/
/ 0.1 Ом
-О
N-КАНАЛ
Е
10BQ040
IRF7403
С1 = 220 мкФ/25 В АЛЮМИНИЕВЫЙ
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ОБЩЕГО
НАЗНАЧЕНИЯ + 1 мкФ КЕРАМИЧЕСКИЙ
100 мкФ
20 В
VL
= COILTRONICS СТХ-50-4
С2 = 100 мкФ/20 В ТАНТАЛОВЫМ, ТИПА КЕМЕТ Т356, ESR = 0.6 Ом
Рис. 10.38. Схема понижающего импульсного стабилизатора на ИС ADP1148
Добавление выходного фильтра, состоящего из катушки индуктивности 50 мкГн и
танталовохю конденсатора 100 мкФ, уменьшает пульсации примерно до 3 мВ, как
показано на рис. 10.40.
Последовательно с импульсными стабилизаторами для лучшей стабилизации и
понижения шума часто используются линейные стабилизаторы. В этих случаях нужно
использовать стабилизаторы с низким падением напряжения (LDO), потому что они
требуют только небольшой разницы между входным и выходным напряжением для
обеспечения стабилизации. Это уменьшает рассеиваемую мощность в устройстве и
может избавить от необходимости использования теплоотвода. На рис. 10.41
показан импульсный понижающий стабилизатор на микросхеме ADP1148, сконфигуриро-
ванный для работы при напряжении 9 В на входе и 3.75 В при токе 1 А на
выходе. Выход подключен к линейному LDO стабилизатору на ИС ADP3310,
сконфигурированному для 3.75 В на входе и 3.3 В/1 А на выходе. Осциллограммы со входа и
выхода ADP3310 показаны на рис. 10.42. Заметьте, что стабилизатор уменьшает
размах пульсаций с 40 мВ до приблизительно 5 мВ.
VBX, 9 В
Увх, 9 В
1 мкФ
220м кФ|
25 В
ADP1148
ПОНИЖАЮЩИЙ
ИМПУЛЬСНЫЙ
СТАБИЛИЗАТОР
Vebix?
3.3 В/
1 А
ЮОмкФ
20 В
С1 = 220 мкФ
+1 мкФ
\7
С2 = 100мкФ/20В
40 мВ размах
MS.OOjjls Chi I -3.SmV
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ШКАЛА:
ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ШКАЛА:
10 мВ/дел.
5 мкс/дел.
С1 = 220 мкФ/25 В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ + 1 мкФ КЕРАМИЧЕСКИЙ
С2 = 100 мкФ/20 В ТАНТАЛОВЫЙ, ТИПА КЕМЕТ Т356, ESR = 0.6 Ом
Рис. 10.39. Форма сигнала на выходе понижающего импульсного
стабилизатора на ИС ADP1148
vBblXj
3.3 В/
1 А
^х,9 В
1 мкФ
220м кФ
25 В
ADP1148
ПОНИЖАЮЩИЙ
ИМПУЛЬСНЫЙ
СТАБИЛИЗАТОР
Lf,
50 мкГн
JYYYY
100мкФ
20 В
ЮОмкФ
20 В
\7
ЗмВ размах
ЩЙ lO.OmvV^
M5.00JJS Ch1 I
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ШКАЛА:
ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ШКАЛА:
С1 = 220 мкФ/25 В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ + 1 мкФ КЕРАМИЧЕСКИЙ
С2 = 100 мкФ/20 В ТАНТАЛОВЫЙ, ТИПА КЕМЕТ Т356, ESR = 0.6 Ом
ВЫХОДНОЙ ФИЛЬТР:
LF = COILTRONICS СТХ-50-4
CF = 100 мкФ/20 В ТАНТАЛОВЫЙ, ТИПА КЕМЕТ Т356
-200JJV
10 мВ/дел.
5 мкс/дел.
Рис. 10.40. Форма сигнала на выходе понижающего импульсного
билизатора на ИС ADP1148 после дополнительной фильтрации
ста-
о-
VBX, 9 В
10 нФ
V
г
V|N
гт
<? INT Vcc
P-DRIVE(>
ADP1148
OSD
Cc
Re, 1 kOm
ф№ 6 |TH SENSE (+)6-f
220 мкФ
IRF7204 I -|-
^j v
• »
2200 пФ
ЪСТ SENSE (-)£►
Pt
470 пФ
1000
пФ
N-DRIVE 6
SGND FB pGNJ
—Q Q-
L, 68 мкГн
а
■zx
100 мкФ
20 В
IRF7403
« +
10BQ040
v
ТОЧКИ СНЯТИЯ
СИГНАЛОВ
// СИГНАЛОВ v
IFR7404 \,
T1I
IN GATE OUT
ADP3310-3.3
GND
*—♦
3.3 В
1 A
О
R1
:20кОм \У
. сз
10 мкФ
35 В
V
-R2
НО кОм
Рис. 10.41. Схема понижающего импульсного стабилизатора на ИС
ADP1148 со стабилизатором ADP3310 на выходе
Выход ADP1148
(входАОРЗЗЮ)
Выход ADP3310
мз.ооц5 cm i -Ismv
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ШКАЛА: 10 мВ/дел.
ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ШКАЛА: 5 мке/дел.
5 мВ
L^4^^v>
ЙШ ю.бт
размах
*<vuJ--^^
я\\
\
=
:
^н^:
:
=
;
^Нф^"
М 5.00^5
%^^Н^дД^Ц
Chi J -2
гИЫ^,
00|JV
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ШКАЛА: 10 мВ/дел.
ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ШКАЛА: 5 мке/дел.
Рис. 10.42. Форма сигнала на выходе понижающего импульсного
стабилизатора на ИС ADP1148 со стабилизатором ADP3310
При проектировании фильтров питания часто необходимо делать компромиссный
выбор. Успех любой схемы фильтра сильно зависит от компактности размещения и
использования заземляющей поверхности большой площади. Как уже говорилось,
все связи с поверхностью заземления должны быть коротки насколько возможно
для минимизации паразитного сопротивления и индуктивности.
Выходные пульсации могут быть подавлены добавлением на выходе конденсаторов
с низкими значениями ESR/ESL. Однако более эффективно для уменьшения пульса-
ций использовать LC фильтр. В любом случае тщательный выбор компонентов
существенен . Катушка индуктивности не должна входить в насыщение при максимальном
токе питания, и ее сопротивление на постоянном токе должно быть достаточно
низким, чтобы не возникало значительных падений напряжения. Конденсаторы
должны иметь низкие ESR и ESL и выдерживать ток пульсаций.
Линейный стабилизатор с малым падением напряжения (LDO) обеспечивает как
уменьшение пульсаций, так и дополнительную стабилизацию и может быть
эффективным при условии, что приносимый в жертву КПД не слишком высок.
В конце добавим, что трудно предсказать коэффициент пульсаций на выходе
аналитически и не существует другого пути, кроме как изготовить макет с
реальными компонентами. Если фильтр испытан и обеспечивает необходимое
подавление пульсаций (с каким-то запасом для надежности), будьте уверены в том, что
замена компонентов или изменения в поставляемых компонентах не попадут в
конечную продукцию без предварительного тестирования схемы на соответствие
необходимым параметрам.
■ Правильная компоновка и заземление (использование
заземляющей поверхности) обязательно
■ Конденсаторы с низкими ESR/ESL дают к лучший результат
■ Параллельно включенные конденсаторы имеют меньшие
значения ESR/ESL и большую емкость
■ Для подавления пульсаций очень эффективны внешние LC
фильтры
■ Для снижения пульсаций и лучшей стабилизации
эффективен линейный стабилизатор
■ Полностью аналитический подход к расчету затруднен, для
получения лучших результатов требуется создание макетов
■ Однажды спроектированное - навсегда, не заменяйте
составляющие компоненты без предварительной проверки
их работы в макете
■ На выводах питания ИС все равно необходимо
использовать высокочастотную развязку
Рис 10.43. Выводы по фильтрам ИИП
Локальная высокочастотная
фильтрация напряжения питания
Описанные в предыдущей главе LC фильтры используются при фильтрации
напряжения на выходе импульсного стабилизатора. Однако иногда может быть
желательно расположить подобные фильтры на отдельных печатных платах, то есть там,
где питание впервые попадает на плату. Конечно, если импульсный стабилизатор
расположен на печатной плате, тогда LC фильтр должен быть составной частью
схемы стабилизатора.
На каждом выводе питания ИС может также понадобиться локальный
высокочастотный фильтр (см. рис. 10.44). Здесь идеальным выбором являются керамические
конденсаторы для поверхностного монтажа (SMD) из-за их низкого значения ESL.
Важно сделать соединения с выводами питания и с заземляющей поверхностью как
можно более короткими. В случае соединения с землей кратчайшим трактом
является межслойный переход к заземляющей поверхности. Трассировка соединения
конденсатора с землей к "земляному" выводу ИС не рекомендуется из-за
появления дополнительной индуктивности дорожки. В некоторых случаях также может
быть желательной ферритовая бусинка на питающем проводе.
ПРАВИЛЬНО
ДОРОЖКА
ОТ ИСТОЧНИКА
ПИТАНИЯ
i
ФЕРРИТОВЫЕ БУСИНКИ
(НЕОБЯЗАТЕЛЬНО)-
НЕПРАВИЛЬНО
РАЗВЯЗЫВАЮЩИЙ
КОНДЕНСАТОР
МЕЖСЛОИНЫЕ
ПЕРЕХОДЫ НА
ЗАЗЕМЛЯЮЩУЮ
ПОВЕРХНОСТЬ
ДОРОЖКА
ОТ ИСТОЧНИКА
ПИТАНИЯ
I
РАЗВЯЗЫВАЮЩИЙ
КОНДЕНСАТОР
ДОРОЖКА
ПЕЧАТНОЙ
ПЛАТЫ
МЕЖСЛОИНЫИ
ПЕРЕХОД НА
ЗАЗЕМЛЯЮЩУЮ
ПОВЕРХНОСТЬ
Рис. 10.44. Локальная развязка с помощью кратчайших путей на
заземляющую поверхность
Этот перечень является суммирующим руководством по компоновке и
конструированию фильтра импульсного источника питания, которое поможет вам быть
уверенным, что фильтр работает наилучшим образом:
1. Выберите самую большую величину и номинальное напряжение конденсаторов с
учетом заданного пространства. Это уменьшает значение ESR и увеличивает
эффективность фильтра. Подберите дроссель, у которого не слишком снижается
индуктивность при номинальном постоянном токе и с низким сопротивлением на
постоянном токе.
2. Используйте короткие и широкие дорожки печатной платы для понижения
падения напряжения и уменьшения индуктивности. Делайте дорожки шириной минимум
0,2 дюйма на каждый дюйм длины для обеспечения наименьшего сопротивления
на постоянном токе, и используйте платы с медным покрытием толщиной 1-2
унции/кв.фут (0,035-0,070 мм) также чтобы уменьшить падение напряжения IR
и индуктивность дорожки.
3. Используйте короткие выводы, а еще лучше безвыводные компоненты, чтобы
уменьшить индуктивность выводов. Это минимизирует даже возможность
излишней ESL и/или ESR. Предпочтительны компоненты для поверхностного монтажа
(SMD). Делайте все соединения с заземляющей поверхностью как можно короче.
Используйте заземляющую поверхность больших размеров для минимизации
импеданса .
4. Выясните, как ведут себя компоненты при различных частотах, температуре,
токах! Используйте модели компонентов PSpice для моделирования прототипа и
убедитесь, что лабораторные измерения соответствуют результатам
моделирования. Хотя моделирование не является необходимостью, оно придает
уверенность при проектировании, когда соответствие достигнуто.
Локальная развязка процессоров
DSP с высокой плотностью выводов
Процессоры DSP в корпусах с большим количеством выводов требуют
специального подхода при локальной развязке ввиду их больших цифровых токов. Типичная
компоновка развязки выглядит как показано на рис. 10.45. Конденсаторы для
поверхностного монтажа помещаются на верхнюю сторону печатной платы на рис
10.45А. Для семейства SHARC рекомендуется восемь керамических конденсаторов
по 0.02 мкФ. Они должны быть расположены как можно ближе к корпусу.
Соединения с выводами Vdd должны быть как можно более короткими с использованием
широких дорожек. Соединения с землей должны делаться прямо на заземляющую
поверхность с помощью межслоиных переходов. Менее предпочтительный метод
показан на рис. 10.45 В, где конденсаторы расположены на задней стороне печатной
платы под корпусом. Если заземляющая поверхность под корпусом пронизана
большим количеством сигнальных межслоиных переходов, обратный ток конденсатора
должен идти на внешнюю заземляющую поверхность, которая может быть не слишком
хорошо связана с внутренней заземляющей поверхностью через межслойные
переходы.
D A D
ВИДНА
КОРПУС
СВЕРХУ
В
IIIIIIIIIIIIIIII
ГЗ Г]
-1
-1
п п
LJ__j—I —,,„,,* LJ__j—!
ВИД НА
КОРПУС
СВЕРХУ
г-,--!—| ГТ--Г-]
i ■ I i ' i
L_j__l--J L,l..bJ
П
п
IIIIIIIIIIIIIIII
D D
КОНДЕНСАТОРЫ НА ПЕРЕДНЕЙ
СТОРОНЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
IIIIIIIIIIIIIIII
КОНДЕНСАТОРЫ НА ЗАДНЕЙ
СТОРОНЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Рис. 10.45. Развязка DSP в корпусах типа PQFP с большим числом выводов
Печатная плата для корпуса BGA (выводы в виде матрицы шариков) показана на
рис 10.46. Обратите внимание, что все связи с шариками должны быть сделаны
при помощи межслоиных переходов к другим слоям платы. Для таких блоков часто
всего используется структура дорожки в виде "кости". Затененная зона
показывает положение паяльной маски. Так же, как в случае с блоком PQFP, локальные
развязывающие конденсаторы должны быть расположены как можно ближе к блоку с
короткими связями с выводами Vdd и прямыми связями через межслойные переходы
к слою заземляющей поверхности.
На рис. 10.47 показана приблизительная компоновка питания и заземления для
DSP типа ADSP-21160 в корпусе BGA 27x27 мм с 400 шариков. Шаг шариков
составляет 1.27 мм. Примерно 84 шарика используются в центре структуры для
соединения с землей. Соединения с напряжением питания ядра (40 шариков) и с
напряжением внешней части (46 шариков) окружают шарики заземления. Оставшиеся
внешние шарики используются для различных сигналов.
Расположенные в центре шарики заземления выполняют двойную функцию. Их
первая функция обеспечивать низкоимпедансную связь со слоем заземляющей
поверхности. Вторая функция - отводить от корпуса тепло на заземляющую поверхность,
т.е. служить теплоотводом, т.к. устройство должно рассеивать при работе в
среднем около 2.5 Вт. Добавление внешнего теплоотвода, как показано, понижает
еще больше температурное сопротивление переход-ереда.
МОНТАЖНАЯ ПЛОЩАДКА (Гп^И
В ВИДЕ "КОСТОЧКИ
МЕЖСЛОИНЫИ ПЕРЕХОД
ПАЯЛЬНАЯ МАСКА
ВИД СВЕРХУ
ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
БЕЗ УСТАНОВЛЕННОЙ
МИКРОСХЕМЫ
КОРПУС ТИПА BGA
МНОГОСЛОЙНАЯ
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА
(),,()
а
LS
ПОПЕРЕЧНОЕ
СЕЧЕНИЕ
-ШАРИКИ ПРИПОЯ
. МЕЖСЛОЙНЫЕ
ПЕРЕХОДЫ
Рис. 10.46. Развязка DSP в корпусах типа BGA
("матрица шариков") с большим числом выводов
ВЫВОДЫ
ЗАЗЕМЛЕНИЯ (84)
ВЫВОДЫ
ПИТАНИЯ (84)
СИГНАЛЬНЫЕ
ВЫВОДЫ
ОООООООООООО
оооооооооооо
о о•••••••• о о
оо########оо
о о • • • • • • • • о о
о о•••••••• о о
о о м••••••оо
о о•••••••• о о
О С) •••••••• О О
о о•••••••• о о
оооооооооооо
оооооооооооо
РАСПОЛОЖЕНИЕ
выводов
ПРИБЛИЗИТЕЛЬНОЕ,
ПОКАЗАНЫ НЕ ВСЕ
ВЫВОДЫ
РАЗМЕР КОРПУСА:
27 ММ х 27 ММ
ШАГ ВЫВОДОВ:
1.27 ММ
МНОГОСЛОЙНАЯ
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА
Mill
ч
ЗАЗЕМЛЕНИЕ
И ТЕПЛООТВОД
Рис. 10.47. Схема расположения выводов DSP ADSP-21160
в корпусе типа 400-pin PBGA
Работа с высокоскоростной логикой
О согласовании нагрузки дорожек печатных плат с их характеристическим
импедансом с целью избежать отражения, было написано много. Хорошее правило о
том, когда это необходимо, звучит так: Нагружайте линию на её
характеристический импеданс в случае, если задержка на прохождение сигнала по дорожке
печатной платы больше либо равна половине времени нарастания/спада (того, что
быстрее) этого сигнала. Консервативный метод заключается в использовании
критерия 2 дюйма (длины дорожки) на наносекунду (времени нарастания/спада).
Например, дорожка платы для высокоскоростной логики со временем
нарастания/спада в 1 не должна быть нагружена на ее характеристическое
сопротивление, если длина дорожки равна или больше 2 дюймов (включая все изгибы). Рис.
10.48 показывает типичное время нарастания/спада для нескольких логических
семейств, включая SHARC-DSP, работающие от питания 3.3 В. Как и ожидалось,
время нарастания/спада является функцией емкости нагрузки.
■ GaAs: 0.1 не
■ ECL: 0.75 нс
■ ADI SHARC DSP: от 0.5 до 1 не
(Напряжение источника питания +3.3 В)
ADSP-21060L
SHARC:
Рис. 10.48. Типичные значения времени нарастания и спада на выходе DSP
Это же самое правило 2 дюйма/не должно быть использовано в аналоговых
схемах при определении того, какими должны быть линии передачи. Например, если у
усилителя на выходе максимальная частота fmax, тогда время нарастания tr
вычисляется по формуле tr=0.35/fmax. Максимальная длина дорожки платы
вычисляется через умножение времени нарастания на 2 дюйма/не. Например, максимальная
частота на выходе 100 МГц соответствует времени нарастания 3.5 не, тогда при
длине дорожки, по которой проходит этот сигнал, больше 7 дюймов, она должна
рассматриваться как линия передачи.
Выражение 10.1 может быть использовано для определения характеристического
импеданса дорожки платы, отделенной от поверхностей питания/заземления ди-
0 20 40 60 30 100 120 140 160 180 200
ЕМКОСТЬ НАГРУЗКИ, ПФ
электриком платы (микрополосковая линия передачи):
>и
4
]п
8Г+ 1.41
5.98d
0.89w + t
Выражение 10.1
где ег -диэлектрическая постоянная материала печатной платы, d - толщина
платы между металлическими слоями, в mils, w - ширина металлической дорожки,
mils, t - толщина металлической дорожки, mils.
Время прохождения сигнала в одну сторону по одной металлической дорожке над
поверхностью питания/заземления будет определяться из соотношения 10.2:
tpd(ns/fb) = 1.017д/0.4758г+ 0.67
Выражение 10.2
Например, на стандартной 4-слойной плате может применяться медная дорожка 8
mil шириной, в 1 унцию/кв.фут (0.035 мм) толщиной, отделенная диэлектрическим
материалом FR4 (гг=4.7) 0.021 дюйма толщиной.
Характеристический импеданс дорожки и время прохождения сигнала в одну
сторону по такой дорожке будет 88 Ом и 1.7 нс/фут (7 дюймов на наносекунду),
соответственно .
/"
< 2 ДЮЙМА (5 СМ)
\
'IN
ВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ = 2.2RC,
IN
S7
> 2 ДЮЙМА (5 СМ)
'IN-
\7 \7
ВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ = 2.2R(C + C|N)
Рис. 10.49. Демпфирующие резисторы замедляют быстрые логические
переходы и способствуют уменьшению помех
Наилучший способ уберечь чувствительные аналоговые схемы от влияния быстрой
логики является их физическое разделение и использование не более быстрых
семейств логики, чем требуется в системе. В некоторых случаях может
потребоваться использовать нескольких семейств логик в системе. Альтернатива этому -
использование последовательно включенных резисторов или ферритовых бусинок
для снижения скорости переходов там, где скорость не требуется. На рис. 10.49
показано два метода. В первом последовательный резистор и входная емкость
образуют НЧ фильтр. Обычная входная емкость КМОП-структуры составляет от 5 пФ
до 10 пФ. Располагайте последовательные резисторы как можно ближе к выходу
управляющего логического элемента схемы. Резистор уменьшает проходящий ток и
может избавить от необходимости использования методов линии передач.
Сопротивление резистора должна выбираться таким образом, чтобы скорость
нарастания/спада на получающей логике было достаточным, чтобы отвечать требованиям
системы, но не больше. Также убедитесь, что сопротивление резистора не
настолько большое, что логические уровни на приемнике выходят за рамки
спецификаций из-за падения напряжения вызванного током от источника к приемнику,
который протекает через резистор. Второй метод подходит при больших расстояниях
(больше 2 дюймов), когда добавочная индуктивность замедляет скорость
нарастания импульса. Обратите внимание, что оба метода увеличивают задержку времени
нарастания/спада сигнала. Это нужно учитывать в связи с общим временным
бюджетом, где дополнительная задержка может быть неприемлема.
На рис. 10.50 показана ситуация, где несколько DSP должны быть связаны в
одной точке, как может быть в случае, когда сигналы записи/чтения идут
двунаправленно от нескольких DSP. Небольшой демпфирующий резистор, показанный на
рис.10.50А, может уменьшить "звон" переходного процесса, при условии, что
длина разнесения меньше 2 дюймов. Этот метод также увеличивает время
нарастания/спада и задержку на прохождение. Если должны быть соединены две группы
процессоров, то одного резистора между парами процессоров достаточно, чтобы
подавить переходный процесс (Рис. 10.50В).
СОЕДИНЕНИЕ
ДЕМПФИРУЮЩИХ
А РЕЗИСТОРОВ
"ЗВЕЗДОЙ"
1 ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
ДЛЯ СИГНАЛОВ-
СТРОБОВ
1 RD, WR
ВНИМАНИЕ! ЭТИ МЕТОДИКИ
1 ПРИВОДЯТ К УВЕЛИЧЕНИЮ
ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ/СПАДА
И ЗАДЕРЖКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
В один
ДЕМПФИРУЮЩИЙ
РЕЗИСТОР МЕЖДУ
ГРУППАМИ
ПРОЦЕССОРОВ
<
)
< 2 ДЮЙМОВ
у^ 10 ОМ ^Ч
S КАЖДЫЙ \
< 2 ДЮЙМОВ
20 ОМ
л л .
V V
1
►
Рис. 10.50. Соединение SHARC DSP с помощью последовательно
включенных демпфирующих резисторов
Единственный способ сохранить время нарастания/спада, равным 1 не или
меньше на расстоянии большем, чем 2 дюйма без "звона", - это использовать методы
линии передач. Рис. 10.51 показывает два распространенных метода согласования
нагрузки: конечная нагрузка и нагрузка источника. Метод конечной нагрузки
(Рис. 10.51 А) нагружает кабель в точке нагрузки на сопротивление, равное
характеристическому импедансу микрополосковой линии. Хотя можно использовать и
более высокое сопротивление, чаще используется 50 Ом, т.к. при такой величине
уменьшается эффект рассогласования нагрузки из-за входной емкости логического
входа (обычно 5-10 пФ) . На рис. 10.51 А кабель нагружен на делитель, пред-
ставляющий 50-омную нагрузку для переменного тока и обеспечивающий напряжение
+1.4 В (середина между логическими порогами 0.8 В и 2 В) . При этом требуется
использовать два сопротивления (91 Ом и 120 Ом), что добавляет около 50 мВт к
общей рассеиваемой мощности в схеме. На рис. 10.51 А также показаны значения
сопротивлений резисторов нагрузки при напряжении питания +5 В (68 Ом и 180
Ом). Обратите внимания, что в линиях передачи 3.3-вольтовая логика намного
предпочтительнее из-за симметричности перепадов напряжения, большей скорости
и меньшей потребляемой мощности. Имеются драйверы линий с несимметричностью
импульсов меньше чем 0.5 не, обеспечивающие токи втекания/вытекания более 25
мА, и временем нарастания/спада около 1 не. Шум переключения от 3.3 В логики
обычно меньше, чем от 5 В логики, из-за уменьшения размаха сигнала и меньших
протекающих токов.
ТИПИЧНЫЕ ДРАЙВЕРЫ:
74FCT3807/A (ЮТ)
74ACTQ240 (Fairchild)
Z0 = 50 Ом
+1.4 В
. +3.3 В
*120 Ом|
30 мВт
• •
т
ЗАЗЕМЛЯЮЩАЯ.
ПОВЕРХНОСТЬ
^91 Ом
22 мВт
СОГЛАСОВАНИЕ
НА КОНЦЕ ЛИНИИ
В 7 ,пл СОГЛАСОВАНИЕ
Zo*ioom в НАЧАЛЕ линии
39 °м z0 = 50Om
т
• •
т
КРАТКОЕ ПРАВИЛО: ТЕХНИКУ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ НЕОБХОДИМО ПРИМЕНЯТЬ, ЕСЛИ
ДЛИНА ЛИНИИ ПРЕВЫШАЕТ 2 ДЮЙМА (5 СМ) НА НАНОСЕКУНДУ
ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ/СПАДА ИМПУЛЬСА
50-ОМНАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ
ВНОСИТ ЗАДЕРЖКУ « 1 НС НА 7 ДЮЙМОВ (18 СМ)
Рис. 10.51. Методика согласования для микрополосковой линии
передачи с нормированным импедансом
Метод нагрузки источника, показанный на рис. 10.51В, обеспечивает
поглощение отраженных волн при помощи сопротивления, равного характеристическому
импедансу линии передачи. Для этого требуется резистор сопротивлением около 39
Ом, включенный последовательно с внутренним выходным сопротивлением драйвера,
которое обычно составляет около 10 Ом. При этом методе требуется, чтобы конец
линии передачи был не нагружен, поэтому дополнительное разветвление по выходу
не допускается. Метод нагрузки источника не увеличивает суммарную мощность
рассеивания.
На рис. 10.52 показан метод распределения высокоскоростных тактовых
импульсов по нескольким устройствам. Проблема здесь заключается в том, что
появляется небольшой сдвиг между импульсами из-за задержки на прохождение
микрополосковой линии (около 1 нс/7"). В некоторых случаях время сдвига может быть
критичным. Важно обеспечивать длину отвода от линии к каждому устройству не
более 0.5 дюйма, чтобы предотвратить рассогласование на протяжении всей линии
передачи.
ТАКТОВЫЕ
ИМПУЛЬСЫ
50-ОМНАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ
ВНОСИТ ЗАДЕРЖКУ « 1 НС НА 7 ДЮЙМОВ (18 СМ)
СЛЕДИТЕ, ЧТОБЫ ДЛИНА ОТВЕТВЛЕНИЯ
НЕ ПРЕВЫШАЛА 0.5 ДЮЙМА (13 ММ)
1
ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ Z0 = 50 Ом
^
SHARC
DSP
• •
•
л
^
4 '•
SHARC
DSP
•
+1.4 В]
•
1
SHARC
DSP
+3.3 В
< 120 Ом
< 30 мВт
91 Ом
22 мВт
Рис. 10.52. Разводка тактовых импульсов с помощью согласованной линии
ТАКТОВЫЕ
ИМПУЛЬСЫ
1 i
■ '
i
W
4N4Z0 = Ю Ом
Х^ЗЭ Ом
\Z0 = 10 Ом
\ч 39 Ом
\Z0 = 10 Ом
\. 39 Ом
^^^^^^^~
S7
Х7
*
1
Z0 = 50 Ом
• # •
Z0 = 50 Ом
# • •
Z0 = 50 Ом
• # •
\7
*
1
SHARC
DSP
SHARC
DSP
SHARC
DSP
Рис. 10.53. Предпочтительный метод разводки тактовых импульсов с
помощью согласованных линий
Метод, показанный на рис. 10.53, уменьшает сдвиг тактовых импульсов между
получающими устройствами посредством использования нагрузки источника и
обеспечением одинаковой длины каждой микрополосковои линии. Здесь нет
дополнительного рассеивания мощности, как в случае с конечной нагрузкой.
Рис. 10.54 показывает, как метод нагрузки источника может использоваться в
двунаправленной линии между SHARC DSP. Выходное сопротивление драйвера SHARCa
составляет примерно 17 Ом, и следовательно, требуется последовательное
сопротивление в 33 Ом на каждый конец линии передачи для хорошего согласования.
ADSP-2106X
ADSP-2106X
ВКЛЮЧЕН
-►
Zn = 17 Ом
ДЛИНА > 6 ДЮЙМОВ
(15 СМ)
33 Ом
-A/V-
Z0 = 50 Ом
\7 • • • \7
33 Ом
A/V-
ВЫКЛЮЧЕН
ПОРТ ПЕРЕДАЕТ
ПОРТ ПРИНИМАЕТ
Рис. 10.54. Согласование линии для двунаправленного
обмена между процессорами DSP SHARC
Метод, показанный на рис. 10.55, может использоваться при двунаправленной
передаче сигналов от нескольких источников по сравнительно длинной линии
передач . В этом случае линия нагружается с обеих концов, и в результате
сопротивление нагрузки составляет в 25 Ом для постоянного тока. Драйверы SHARCa
способны обеспечивать корректные логические уровни на такой нагрузке.
+3.3 В
^120 Ом
30 мВт
91 Ом
'22 мВт
SHARC
DSP
т
SHARC
DSP
Z0 = 50 Ом
• • •
SHARC
DSP
SHARC
DSP
ДЛИНА > 10 ДЮЙМОВ
• •
SHARC
DSP
+1.4 В
T
.+3.3 В
> 120 Ом
30 мВт
91 Ом
22 мВт
SHARC
DSP
СЛЕДИТЕ, ЧТОБЫ ДЛИНА ОТВЕТВЛЕНИЯ
НЕ ПРЕВЫШАЛА 0.5 ДЮЙМА (13 ММ)
Рис. 10.55.
Матпрактикум
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ НА ЭВМ
ДИСКРЕТНАЯ И НЕПРЕРЫВНАЯ МОДЕЛИ
Майер Р.В.
Проблема итеративного обучения, заключающегося в формировании знаний и
навыков в результате многократного повторения определенной последовательности
действий, достаточно подробно исследована, например, в [3] . Особый интерес
представляет собой процесс обучения, при котором изучаемые элементы учебного
материала (ЭУМ) связаны генетической связью. Например, запоминание однокорен-
ных или похожих слов иностранного языка, овладение теорией, являющейся
развитием ранее рассмотренных теорий, вывод следствий из теорем и т.д. Будем
считать, что два объекта ЭУМ 1 и ЭУМ 2 связаны генетической связью, если один
объект получается из второго путем добавления или удаления элементов.
Допустим, ученик сначала изучил теорию А, затем, расширив свои знания, освоил
теорию В, которая включает в себя теорию А как частный случай, после этого
изучил теорию С, включающую в себя В и т.д. Например, ученик научился считать
(ЭУМ 1), складывать целые числа (ЭУМ 2), складывать дроби (ЭУМ 3) и т.д.
Очевидно, что этот случай нельзя свести к простому итеративному (механическому)
обучению за счет многократного повторения. В настоящей работе рассмотрены
результаты имитационного моделирования [4] , в котором ученик заменяется
дискретной и непрерывной моделями.
Дискретная модель
ученика (ДМУ)
При обучении в мозгу человека возникают новые психические образования:
нервные центры, которые соединены связями. Некоторые связи углубляются,
другие наоборот исчезают. Дискретной моделью ученика (ДМУ) может служить
созданный на базе ЭВМ вероятностный автомат переменной структуры, у которого в
процессе обучения увеличивается число внутренних состояний, соответствующих
изучаемым понятиям, и изменяются вероятности переходов (то есть, устанавливаются
нужные и исчезают ненужные связи). Пусть ДМУ изучает ЭУМ А, что будем
обозначать словом ЛЛа_", затем ЭУМ АВ (слово ЛЛаЬ_") , являющийся развитием ЭУМ А,
после этого - ЭУМ ABC (слово ЛЛаЬс_") , который получается их предыдущего ЭУМ
АВ и т.д. Сначала ДМУ не обучена и имеет большое число (N = 1000) внутренних
состояний, связанных между собой связями с вероятностями перехода pij = 1/N.
Последнее состояние будем считать конечным Nst0p = N, в него автомат попадает
из любого другого состояния, считав символ "_", означающий конец слова.
Необученный автомат при этом должен выдать ответ: "не понял", а обученный -
значение входного слова.
Обучение должно происходить так. Сначала автомат находится в состоянии q =
0. На его вход поступает слово "аЬ_" . Автомат, считав букву "а" совершает
переход 0 -> 1 в какое-то состояние, которому он автоматически присваивает
номер q = 1. При этом вероятность p0i перехода 0 -> 1 увеличивается на Ар = ос(1
- Poi) • Затем он считывает букву "Ь" и автоматически совершает переход в
состояние, которому он присваивает номер q = 2, вероятность р12 перехода 1 -> 2
увеличивается на Ар = ос(1 - Р12) • Когда автомат прочитывает последнюю букву
"_", он переходит в последнее состояние Nst0p = N, вероятность этого перехода
2 -> N увеличивается на Ар = ос(1 - P2n) • Переменной zn присваивается значение
слова "аЬ_", сообщаемое учителем (например, ЛЛгеакс±уа2") .
Рис. 1. Обучение дискретной модели ученика.
Допустим, ДМУ считывает слово ЛЛа_". При этом автомат совершает переходы 0 -
-> 1 и 1 -> N, их вероятности также увеличиваются. Если на вход автомата
поступает слово "аЬс_", а он уже усвоил слово "аЬ_", то из состояния q = 2
автомат, получив на вход ЛЛс", не переходит в состояние Nst0p- Он создает другой
переход в новое состояние q = 3 (на рис. 1 не изображено) . При поступлении
символа "_" автомат из состояния 3 переходит в состояние Nst0pA запоминая зна-
чение слова "abc " (zn:= ЛЛгеакс1уаЗ"). Аналогично происходит обучение словам
асЬ и adea
имеющим другие значения. На всех этапах обучения "учитель'
контролирует работу "ученика", подкрепляя его действия: если ДМУ совершил
правильный переход, то соответствующая вероятность увеличивается, а если нет
- уменьшается. После многократного обучения ДМУ приобретет способность
распознавать слова, поступающие на вход.
Теперь несколько упростим задачу. Пусть автомат ДМУ не самостоятельно
создает новые состояния и связи между ними, а прислушивается к "учителю",
сообщающему в какое состояние и по какому переходу следует перейти после
поступления на вход нового символа. Вместо многократного повторения одних и тех же
операций, поощрений и наказаний с последующим пересчетом вероятностей
переходов, добавим в текст программы условный оператор, обеспечивающий переход
автомата из одного состояния в другое. Это соответствует ситуации, когда
учитель просто сообщает учащемуся последовательность действий или алгоритм,
ведущий к решению задач данного типа. Ниже представлена программа ПР-1,
моделирующая работу детерминированного автомата с заданным числом внутренних
состояний, в которую можно будет добавлять условные операторы и таким образом
создавать новые связи между различными состояниями.
uses crt;
var m,q,i,j,k: integer;
у: string; slovo: array[1..5]
zn:array[1..5] of string
BEGIN clrscr;
{ ПР-1 }
of string;
znn: string; Label ml,m2,
slovo[1]
slovo[2]
slovo[3]
slovo[4]
slovo[5]
For j:=1
= 'a_-;
= 'ab_' ;
= 'abc_'
=f abcd_
= f cdbc
zn[l]
zn[2]
zn[3]
zn[4]
zn[5]
=f reakciyalf
=f reakciya2 f
=f reakciya3 f
=f reakciya4 f
=f reakciya5 f
to length(slovo[m]) do begin
m:=5; q:=0;
у:=copy(slovo[m],
If (q=0)and(y=faf
If (q=l)and(y='_'
{ obuchenie slovu
If (q=l)and(y=fbf
if (q=2)and(y='_'
{ obuchenie slovu
if (q=2)and(y=fcf
if (q=3)and(y='_'
{ obuchenie slovu
if (q=3)and(y=fdf
if (q=4)and(y='_'
{ obuchenie slovu
if (q=0)and(y=fcf
if (q=5)and(y=fdf
if (q=6)and(y=fbf
if (q=7)and(y=fcf
if (q=8)and(y=f_f
znn: =f neponimauf;
ml: writeln(f f,q,
end; m2: readkey;
END.
then begin q:=l; znn:=fOKf; goto ml,
then begin q:=9; znn:=zn[l]; goto ml,
2 }
then begin q:=2; znn:=fOKf; goto ml,
then begin q:=9; znn:=zn[2]; goto ml,
3 }
then begin q:=3; znn:=fOKf; goto ml,
then begin q:=9; znn:=zn[3]; goto ml,
4 }
then begin q:=4; znn:=fOKf; goto ml;
then begin q:=9; znn:=zn[4]; goto ml,
5 }
then begin q:=5; znn:=fOKf; goto ml;
then begin q:=6; znn:=fOKf; goto ml;
then begin q:=7; znn:=fOKf; goto ml;
then begin q:=8; znn:=fOKf; goto ml;
then begin q:=9; znn:=zn[5]; goto ml,
writeln(f f,q,' zz: f,znn); goto m2;
1 zz: f,znn);
j,D;
; end;
; end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
end;
Ситуация 1
ДМУ изучает объекты (формирует навыки)
1) объект ллаЬсс1_";
2) объект лла_";
3) объект ллаЬ_";
4) объект ллаЬс ".
в следующей последовательности:
После обучения на каждый объект ДМУ реагирует соответствующим образом.
В данном случае учащийся сначала изучает всю теорию ABCD (или осваивает
полную последовательность действий), а затем разбирает частные случаи: теорию
А, сложную теорию АВ и еще более сложную теорию ABC. Используется программа
ПР-1. Для изучения объекта "abed" необходимо создать пять новых связей с
помощью условных операторов:
(q=0)
(q=D
(q=2)
(q=3)
(q=4)
and(y=
and(y=
and(y=
and(y=
and(y=
(
'a
'b
'c
'd
f
)then begin
)then begin
)then begin
)then begin
)then begin
q
q
q
q
q
=i;
=2;
=3;
=4;
=9;
znn:
znn:
znn:
znn:
znn: =
l =»-
='0K',
='0K',
='0K',
='0K',
=zn[4] ,
/TV-
goto
goto
goto
goto
goto
ml ;
ml ;
ml ;
ml ;
ml;
end;
end;
end;
end;
end;
Рис. 2. Граф обучения, соответствующий ситуации 2.
Для того, чтобы теперь обучить автомат словам ЛЛа_", ллаЬ_", ллаЬс_"
достаточно к существующим добавить три новые связи с помощью операторов:
If (q=l)and(y=f_f) then begin q
If (q=2)and(y=f_f) then begin q
If (q=3)and(y=f f) then begin q
=9; znn:=zn[l]; goto ml; end;
=9; znn:=zn[2]; goto ml; end;
=9; znn:=zn[3]; goto ml; end;
Если теперь после запуска программы вводить слова "abcd_", ЛЛа_", ллаЬ_"л
ллаЬс_"л то созданная ДМУ будет реагировать правильно (рис.3). Все это
моделирует изучение запоминание генетически связанных объектов.
Рис. 3. Граф обучения, соответствующий ситуациям 1 и 2.
Ситуация 2
Пусть ДМУ изучает объекты (формирует навыки) в следующей
последовательности:
1) объект
2) объект
3) объект
4) объект
\9 г г .
«• г
*аЬ_";
*abc_'
*abcd
5) объект ллсс1Ьс_".
Промоделируем на компьютере функционирование детерминированного автомата с
фиксированным числом состояний, который можно будет научить различать эти
объекты путем добавления условных операторов.
Диаграмма Мура такого автомата изображена на рис. 3. Сначала автомат
находится в состоянии q = 0. Чтобы "научить" его правильно реагировать на
слово "а_", необходимо организовать переходы (0, "а") -> (1, ЛЛ0К") и (1, лл_" ) ->
(9, "reakciyal" ), в результате чего на экране монитора должно появиться
надпись "reakciyal", которое можно считать значением слова "а_". Для этого
используются следующие два оператора условного перехода:
If (q=0)and(y=faf) then begin q:=l; znn:=fOKf; goto ml; end;
If (q=l)and(y=f_f) then begin q:=9; znn:=zn[l]; goto ml; end;
f L-l jO
Рис. 4. Граф обучения новому слову ЛЛсс1Ьс_".
Чтобы автомат, "изучивший" объект лла_", "научить" правильно реагировать на
объект ЛЛаЬ_" также достаточно создать два перехода (1, ЛЛЬ") -> (2, ЛЛ0К") и
(2, лл_" ) -> (9, ллгеакс±уа2" ). В результате последнего перехода на экране
должно появиться слово ЛЛгеакс±уа2". Для этого потребуется еще два оператора:
If (q=l)and(y=fbf) then begin q:=2; znn:=fOKf; goto ml; end;
If (q=2)and(y=f_f) then begin q:=9; znn:=zn[2]; goto ml; end;
Аналогичным образом осуществляется ЛЛ обучение" автомата словам ЛЛаЬс_" и
"abcd_": каждый раз достаточно добавлять по два оператора условного перехода,
соответствующих созданию двух новых связей. Чтобы проверить распознавание
компьютером того или иного объекта, необходимо присвоить переменной m номер
предъявляемого слова. На экран будет выведена последовательность состояний,
которую проходит автомат, и его реакция.
С объектом ЛЛсс1Ьс_" ситуация принципиально иная: он не может быть получен из
ранее изученных объектов путем добавления одного или двух элементов. Слово
ЛЛсс1Ьс_" не ассоциируется ни с одним из ранее изученных слов; чтобы ЛЛнаучить"
автомат правильно на него реагировать, необходимо создать пять новых связей.
В компьютерную программу, моделирующую такой автомат, следует добавить пять
операторов:
(q=0)and(y=
(q=5)and(y=
(q=6)and(y=
(q=7)and(y=
(q=8)and(y=
'c
'd
'b
'c
f
)
)
)
)
)
then begin
then begin
then begin
then begin
then begin
q
q
q
q
q
=5; znn: =f OKf ; goto ml; end;
=6; znn: =f OKf ; goto ml; end;
=7; znn: =f OKf ; goto ml; end;
=8; znn: =f OKf ; goto ml; end;
=9;znn:=zn[5]; goto ml; end;
Из принципа экономии следует, что в сложных системах с большей вероятностью
реализуются состояния и процессы, требующие минимальных затрат энергии
(ресурсов, сил, времени). Запоминание новых знаний (формирование умений и
навыков) , основанное на создании ассоциаций с уже имеющимися знаниями, требует
создания меньшего числа связей, а значит меньших затрат энергии. Поэтому оно
осуществляется легче и быстрее, чем при механическом заучивании.
Непрерывная модель
ученика (НМУ)
Проанализируем проблему изучения генетически связанных ЭУМ с помощью
непрерывной модели ученика. Пусть учитель в течение первого урока решает ni
учебных задач типа 1 на знание теории А, затем после перемены - п2 задач типа 2
на знание теории В. После второй перемены - п3 задач типа 3 на знание теории
С. После третьей перемены - п4 задач типа 1-2, требующих знаний теории А и В,
затем после перемены - п5 задач типа 1-2-3, требующих знаний теорий А, В и С,
и т.д. в соответствии с программой обучения ПО-1. А в другой раз учитель
работает по программе ПО-2 и на всех 5 уроках сразу решает задачи типа 1-2-3,
одновременно формируя знания тем А, В и С.
Допустим, при решении каждой задачи типа к вероятность правильного решения
Zk = Рк увеличивается на величину ос(1 - рк) , где а - коэффициент научения. Чем
выше уровень знаний Zk = pk, тем меньше времени tk затрачивается на решение
следующей задачи типа к. Будем считать, что: tk = t0 - 1п(рк)/р, где t0 -
минимальное время, затрачиваемое учеником, имеющим максимальный уровень знаний
Zk = pk = 1, на решение задачи типа к.
Урок заканчивается, ученик несколько дней не занимается изучением данного
предмета, теряя при этом приобретенные знания вследствие забывания:
J+1
Pi=Pi(l-7bt), i = 1, 2, 3.
На втором уроке учитель расширяет теоретическую модель от А до АВ и решает
П2 задач типа 1-2, в которых используются знания теорий А и В. При каждом
решении задачи повышаются уровни знаний Z± = p± и Z2 = P2, затрачивается время
ti = to — ln(pi)/p и t2 = to - ln(p2)/p. Если у учащегося сформированы знания
теории С на уровне Z3 = Рз, которая не используется при решении задач типа 1-
2, то эти знания уменьшаются вследствие забывания по закону:
pi+1=p'3(l-yAt).
Эта ситуация моделируется с помощью программы ПР-2. В ней перечислены все
типы решаемых задач:
zadacha[l]
zadacha[2]
zadacha[3]
zadacha[4]
zadacha[5]
zadacha[6]
: =' a' ;
: = 'b';
: =' ab' ;
: =' с' ;
: =f bef ;
: =f abcf ;
zadacha [7] : = f_f ;.
Последняя zadacha[7] соответствует перерыву между уроками. Программа
обучения П0-1={а, 6; р, 18; ab, 8; р, 18; abc, 6; р, 18; abc, 6; р, 18} задана в
виде:
z: =1 ;
chislo:=6;
Raschet;
z: =7 ;
chislo:=18;
Raschet;
z:=3;
chislo:=8;
Raschet;
z: =7;
chislo:=18;
Raschet;
и т.д.
Это означает, что задачи типа 1 (f af) будут решены 6 раз, после чего
наступит перерыв длительностью 18 условных единиц времени. Затем решаются задачи
типа 1-2 (!аЬЛ) 8 раз, снова перерыв, после этого задачи типа 1-2-3 (ЛЛаЬс") 6
раз и т.д. Процедура Raschet содержит цикл по времени, в котором
пересчитывают с я уровни знаний Zi = pi, i = 1, 2, 3, ... в процессе решения каждой задачи.
При этом учитывается уменьшение времени решения задачи с ростом знаний
учащегося, а также уменьшение неиспользуемых знаний вследствие забывания.
uses crt, graph; { ПР-2 }
const alfa=0.4; beta=0.1; dt=0.03;
var i,j,jl,k,z,chislo,DV,MV: integer;
zadacha : array[0..10] of string; y: string;
g,t,tO,tl: real; p: array[1..5]of real;
Procedure Raschet;
begin k: =0;
Repeat
For i:=1 to length(zadacha[z]) do begin
у:=copy(zadacha[z],i,1) ;
If y=faf then j:=l; If y=fbf then j:=2;
If y=fcf then j:=3; If y=f_f then j:=4; { peremena }
p[j] :=p[j]+alfa*(l-p[j]) ;
If p[j]<=l then t:=t+tO-ln(p[j])/beta; tl:=0; p[4]:=l;
If j=4 then g:=0.003 else g:=0.001;
Repeat For j1:=1 to 3 do begin
If (jl<>j)and(p[jl]>0) then p[jl] :=p[jl]-g*p[jl]*dt;
end; tl:=tl+dt;
until tl>t0-ln(p[j])/beta;
circle(10+round(1.2*t),450-round(p[1]*100),2);
circle(10+round(1.2*t),300-round(p[2]*100),2);
circle(10+round(1.2*t),150-round(p[3]*100),2);
end; inc(k);
until k>=chislo;
end;
BEGIN DV:=Detect; InitGraph (DV,MV, f с : \bp\bgi f ) ;
line(10,0,10,480); line(0,450,640,450); t0:=3;
zadacha[1]:=faf; zadacha[2]:=fbf;
zadacha[3] : =f abf; zadacha[4] : =f сf ;
zadacha[5]:=fbcf; zadacha[6]:=fabcf; zadacha[7]:=f_f;
{ Programma obucheniya }
z:=l; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=3; chislo:=8; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=6; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=6; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
readkey; CloseGraph;
END.
Результаты имитационного моделирования представлены на рис. 5. Видно, что
на первом уроке растет Z1 (знания А) , затем после перерыва на втором уроке
растет Zi и Z2 (знания А и В) , на третьем и четвертом уроках происходит
увеличение Zi, Z2 и Z3 (знания А, В и С). Во время перерывов уровни знаний
уменьшаются .
о
1
о
1
о
kZ
т
к
У а
П
Ъ
П
с
П
^Z3(t)
t
t
abc
t
Рис. 5. Моделирование изучения генетически связанных теорий.
Рис. 6. Результаты моделирования изучения связанных теорий.
Ситуация 1
Учитель работает по программе: ПО-2 = {а, 6; р, 18; Ь, 8; р, 18; с, 6; р,
18; abc, 6; р, 18}, то есть на первом уроке решает задачи типа А, на втором -
типа В, на третьем - типа С, а на четвертом - типа ABC. Для моделирования
этой ситуации в программу ПР-2 необходимо вставить операторы:
z:=l; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=2; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=4; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
z:=6; chislo:=6; Raschet; z:=7; chislo:=18; Raschet;
Результаты вычислений представлены на рис. 6. Видно, что на первом уроке
растет Zi, а затем снижается; на втором уроке происходит увеличение Z2, а
затем снижается. На третьем уроке растет Z3. Во время четвертого урока, на
котором решаются задачи типа ABC, имеет место увеличение Zlr Z2 и Z3.
Ситуация 2
Учитель работает по программе: ПО-2 = {ab, 6; р, 18; Ь, 8; р, 18; с, 6; р,
18; abc, 6; р, 18}, то есть на первом уроке решает задачи типа АВ, на втором
- типа В , на третьем - типа С, а на четвертом - типа ABC. Результаты
моделирования приведены на рис. 6.
Непрерывная
многокомпонентная
модель обучения
Рассмотренная выше модель слишком примитивна и не учитывает ряд важных
факторов . Если бы процесс обучения был подобен наполнению резервуара жидкостью
из различных сосудов и описывался бы линейным уравнением, то было бы все
равно в какой последовательности осуществляется изучение теорий А, В и С. На
самом же деле это не так. Психологи установили следующее:
1. При обучении человек не может удержать в оперативной памяти слишком
большое количество новой информации (обычно, 5-9 блоков).
2. При многократном повторении одних и тех же действий (в том числе
интеллектуальных) , решении подобных задач прочность знаний растет, и после
обучения учащийся их практически не забывает; некоторые знания
становятся убеждениями.
3. Обучение приводит к повышению интеллектуального уровня учащихся, то
есть увеличению коэффициента научения. Чем больше учащийся знает, тем
легче он усваивает новую информацию, устанавливая ассоциативные связи с
уже имеющимися знаниями.
4. Если изучаемый материал слишком сложен и/или длительность занятия
достаточно велика, то ученик начинает испытывать усталость, что приводит к
снижению коэффициента научения.
Из первого и второго утверждений следует, что не надо обучать всем буквам
алфавита за один урок; необходимо алфавит разбить на порции по 3-4 буквы и на
каждом уроке давать новую порцию информации. В то же время, если человек
научился читать или считать, а затем выполнил достаточно большое количество
упражнений, то знания становятся настолько прочными, что и после большого
перерыва он сможет вспомнить изученный материал.
Будем использовать многокомпонентную модель обучения [2] , считая, что при
многократном повторении часть информации хорошо усваивается и на ее основе
формируются навыки (или более прочные знания) с низким коэффициентом
забывания. Математически это можно выразить так:
А+1 = А + ах (1 - р\) - а2А ~ Г\А >
п\¥1=п\+а2г\-у2п\1
pj+1=A+1+A+1-
Здесь Pj - вероятность правильного решения задачи по i-ой теме, которая
складывается из знаний первой категории Zj , забываемых быстро, и знаний
второй категории (или навыков) /7/, которые забываются существенно медленнее. За
один акт обучения знания первой категории в количестве CLjZi становятся
знаниями второй категории. Коэффициенты забывания Yi и Y2 < Yi определяют
быстроту уменьшения знаний первой и второй категории. Коэффициент научения «а» тем
больше, чем больше средний уровень обучения рср (количество знаний), чем
меньше длина задачи L3 и усталость Куст учащегося. Будем считать, что:
А
а
(2~ Pcd)L3^ + Kvcm)
Используется компьютерная программа ПР-3. Результаты моделирования процесса
обучения по учебной программе ПО-3 = {а, 6; р, 20; а, 9; р, 20; b, 6; р, 20;
Ь, 9; р, 20; с, 6; р, 20; с, 9; р, 20; abc, 10; р, 20; abc, 10; р, 20}
представлены на рис. 7.
kz
о
1
калит
м
'В
0
1
0
Рис. 7. Результаты использования многокомпонентной модели обучения.
.5]of real;
{ peremena }
uses crt, graph; { ПР-3 }
const dt=0.001; gl=0.01; g2=0.0005; beta=0.1; Mt=0.6;
var i,j,r,s,k,chislo,DV,MV : integer;
zadacha : array[0..10] of string; y: string;
al,a2,t,tO,tl,Ust,SP: real; pp,p,z,n: array[1
Procedure Raschet;
begin к: =0;
Repeat For i:=l to length(zadacha[s]) do begin
у:=copy(zadacha[s],i,1);
If y=faf then j:=l; If y='b' then j:=2;
If y=f сf then j:=3; If y=f _f then j:=4;
SP: = (p[l]+p[2]+p[3])/3;
al:=0.3/(2-SP)/length(zadacha[s])/(Ust+1);
a2:=0.3/(2-SP)/length(zadacha[s])/(Ust+1);
If j<4 then begin Ust:=Ust+(p[j]-pp[j]);
z[j] :=z[j]+al*(l-p[j])-a2*z[j] ;
n[j]:=n[j]+a2*z[j]; end else Ust:=0;
PP[J]:=PtJ]; Ptj] :=z[j]+n[j] ; p[4]:=l;
If (p[j]<=l)and(p[j]>0)then t:=t+t0-ln(p[j])/beta; tl:=0;
Repeat For r:=l to 3 do begin
If (r<>j)and(z[r]>0) then z[r]:=z[r]-gl*z[r]*dt;
If (r<>j)and(n[r]>0) then n[r]:=n[r]-g2*n[r]*dt;
p[r]:=z[r]+n[r]; end; tl:=tl+dt;
until (tl>t0-ln(p[j])/beta)or(KeyPressed);
circle(10+round(Mt*t),450-round(p[1]*100),2)
circle(10+round(Mt*t)r450-round(n[1]*100)Д)
circle(10+round(Mt*t),300-round(p[2]*100),2)
circle(10+round(Mt*t)r300-round(n[2]*100),1)
circle(10+round(Mt*t),150-round(p[3]*100),2)
circle(10+round(Mt*t),150-round(n[3]*100)Д)
end; inc(k); until (k>=chislo)or(KeyPressed);
end;
BEGIN DV:=Detect; InitGraph (DV,MV, f с : \bp\bgi f ) ;
line(10,0,10,480); line(0,450,640,450); t0:=2;
For j:=1 to 3 do p[j]:=0.1;
zadacha[1]:=faf; zadacha[2]:=fbf;
zadacha[3] : =f сf ; zadacha[4] : =f abf ;
zadacha[5]:=fbcf; zadacha[6]:=fabcf; zadacha[7]:=f f;
{ —
s:=l;
s: =1 ;
s:=2;
s:=2;
s: =3 ;
s: =3 ;
s :=6;
s :=6;
Programma obucheniya }
chislo:=6; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=9; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=6; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=9; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=6; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=9; Raschet; s:=7; chislo:=20;
chislo:=10; Raschet; s:=7; chislo:=20
chislo:=20; Raschet; s:=7; chislo:=20
readkey; CloseGraph;
END.
Raschet;
Raschet;
Raschet;
Raschet;
Raschet;
Raschet;
; Raschet;
; Raschet;
Литература
1. Леонтьев Л.П., Гохман О.Г. Проблемы управления учебным процессом:
Математические модели. - Рига, 1984. - 239 с.
2. Майер Р.В. Исследование многокомпонентной модели обучения на ЭВМ //
Наука и современность - 2012: Сборник материалов XVI Международной научно-
практической конференции: в 2-х частях. Часть 2. - Новосибирск:
Издательство НГТУ, 2012. - С. 33-38.
3. Новиков Д.А. Закономерности итеративного научения. - М.: ИПУ, 1998. - 77
с.
4. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем: искусство и наука. - М. :
Мир, 1978. - 302 с.
Техника
АМПЛИФИКАТОР ДЛЯ ПЦР
пех2005
ОСНОВЫ ПЦР
Введение
ПЦР - полимеразная цепная реакция. Это метод позволяющий сделать множество
копий нужного нам участка из ДНК. Метод очень чувствительный - имея всего
несколько молекул ДНК, можно получить миллион ампликонов (участков исходной
ДНК) . Так что это не только метод для получения копий ДНК, но и для
диагностики заболеваний - ведь заболевания часто бывают из-за изменений в ДНК.
Помимо амплификации ДНК, ПЦР позволяет производить множество других
манипуляций с нуклеиновыми кислотами (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК)
и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для
диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления
отцовства , для клонирования генов, выделения новых генов.
ПЦР проводят в амплификаторе — приборе, обеспечивающем периодическое
охлаждение и нагревание пробирок
ПЦР обычно состоит из повторяющихся этапов:
1. Денатурация ДНК образца - 92-96°С, время 15-30 сек. Расплетание двойной
спирали ДНК. Чем длиннее ДНК тем более высокая температура нужна для
денатурации
2. Отжиг - 53-61°С, время 40 сек. Присоединение праймеров к ДНК. Праймеры -
короткие, химически синтезированные ДНК-молекулы, которые необходимы для
начала работы ДНК-полимеразы. Во время отжига температура понижается и
праймеры получают возможность комплементарно спариться с матрицей.
3. Элонгация - 55-75°С, время 20-50 сек, зависит от длины амплифицируемого
участка.
ДНК полимераза удлиняет праймеры спарившиеся с матрицей - достраивает их
нуклеотид за нуклеотидом, то есть получается вторая цепочка ДНК
комплиментарная первой. Но достраивание праймеров происходит всегда только в одном
направлении. Поэтому на первом цикле у нас получаются половинчатые ДНК, а уже
на втором цикле получается участок ДНК (ампликон) который находиться между
праимерами в исходной матрице. На следующем цикле он полностью копируется и
получается новая молекула ДНК. Из исходной матрицы тоже получаются
недоделанные (половинчатые) ДНК, но их прирост идет медленно - линейно, в то время как
ампликоны копируются экспоненциально, потому что с каждого нового ампликона
начинают делаться копии. ДНК полимераза - это фермент, который в природных
условиях присутствует в клетках и занимается репликацией ДНК, когда клетки
захотят разделиться. Taq полимераза - разновидность этого фермента,
выделенная из специальных бактерий-термофилов, живущих в горячих источниках, и
соответственно такая полимераза стабильна и не повреждается при высоких
температурах.
Эти 3 шага повторяются 23-35 раз, также есть еще начальный шаг прогрева по-
лимеразы обычно он с температурой шага «1», но длительность 60-120 сек.
Важнейшая характеристика праймеров — температура плавления (Тт) комплекса
праймер-матрица.
Тт — температура, при которой половина ДНК-матриц образует комплекс с оли-
гонуклеотидным праймером.
Упрощенная формула для подсчета температуры плавления 20 буквенного прайме-
ра, по его нуклеотидной последовательности
Tm = (G+C)*4 + (А+Т)*2
А - кол-во нуклеотида А (Аденин) в праймере,
С - кол-во нуклеотида С (Цитозин) в праймере,
Т - кол-во нуклеотида Т (Тимин) в праймере,
G - кол-во нуклеотида G (Гуанин) в праймере.
Например: праймер GTGAGTCCCTGAATGTAGTG
Тт =(7+3)*4 + (4+6)*2 = 60
Время "полураспада" Taq полимеразы в зависимости от температуры:
• 92.5°С - 130 сек
• 95.0°С - 40 сек
• 97.5°С - 5-6 сек
ДНК разрушается при нагреве - при 96.5°С в водной среде разрушается за 2.5
минуты, поэтому в шаге «1» всегда ищется компромисс между - не сильно
повредить ДНК и полимеразу и хорошо денатурировать ДНК.
Реактивы и
оборудование
Минеральное масло (например, вазелиновое медицинское) - 8 мкл. Так
как у нас термоциклер без подогреваемой крышки, то без масла -
содержимое пробирки будет испаряться потихоньку. Масло ложиться сверху
и не дает нижней части испаряться. Масло можно заменить парафином -
желательно достаточно чистый - производства какого-нибудь хорошего
брэнда. После ПЦР парафин легко протыкается носиком от пипетки, но
можно и физически удалить.
Образец ДНК (матрица), участок которого хотим размножить (этот
участок называют ампликон) - 1 мкл. В моем случае матрица была такая:
смесь из очень-очень многих кДНК (в общем это обычная ДНК)
фрагментов сделанных из РНК растения, длина, в среднем, 1600 бп.
2 праймера по 20-25 пн, каждый объемом 2 мкл. Каждый праймер - на
свою сторону двойной спирали ДНК. 1-й праймер (прямой) копируем из
последовательности нужного нам участка (гена), для этого находим в
интернете1 последовательность этого участка. 2-й праймер (обратный)
- копируем другой участок (концевой) дальше по этому гену - с сайта
ncbi берем его комплиментарную последовательность (можно перевести с
помощью программы на молбиоле2) . Праймеры обычно заказываются
(синтезируются) в фирме. В моем опыте использовались праймеры:
прямой - 5 f -AAGATTGAGATCAAGCGGATCGA-3 !
обратный - 5f-CTCTCTCATTCTCAGMAATCTTTG-31.
По данным праймерам BLAST3 выдал участок (тот который мы и хотим ам-
плифицировать) длиной 517 бп. Участок очень легкоплавкий (А/Т-
богатый) - ДНК с такими участками разъединяется на 2 отдельные
цепочки при меньшей температуре. Буква М в праймере - специальное
обозначение (см. молбиол).
Дистиллированная вода - 16.5 мкл (на остаток объема после всех
остальных компонентов). А конечный объем смеси который мы хотим - 25
мкл.
Буфер PCR реакционный обеспечивающий необходимые условия реакции —
рН, ионную силу раствора с ионами Мд2+, необходимые для работы поли-
меразы - 2.5 мкл. Так как у нас конечный объем 25 мкл, то если
буфер 10-кратный (обозначение 10х на пробирке) берем 25/10 =2.5 мкл
буфера.
Taq полимераза (термостабильная, >95°С, ДНК полимераза) - 0.5 мкл.
Нуклеотиды dNTP (дезоксирибонуклеозидтрифосфаты dATP, dGTP, dCTP,
dTTP) 50x - 0.5 мкл. Так как 50х то получаем 25 мкл/50 =0.5 мкл.
Термоциклер (амплификатор). Термоциклер стоит дорого. Поэтому
вариантов немного: купить OpenPCR (500$ , но его еще и придется собрать
самому) или сделать самим (все что требуется - установка и
поддержание температуры с необходимой точностью и циклическая смена
температур) . На первый взгляд ничего сложного, но придется повозиться с
нагревательным блоком и написанием программы. Я использовал свой
термоциклер (см. далее).
Прибор для электрофореза - результат ПЦР ведь надо как-то
посмотреть .
1
http: / /www. ncbi . nlm. nih. gov/
2 http://molbiol.ru/
3 http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/
ТЕРМОЦИКЛЕР
SimpleCycler
ПЦР в молекулярной биологии используется очень часто. Учитывая цены на
такие приборы, было решено сделать простой и недорогой собственный термоциклер.
Технические данные амплификатора
Питание
Управление
Подключение к компьютеру
Точность поддержания температуры
Скорость нагрева/охлаждения
5В + 12В
программное
USB
1-2°С
нагрев - 0 . 8°С/сек,
охлаждение - 0 . 5°С/сек
Необходимые
материалы
• микроконтроллер Arduino
• банка сгущенки
• очень тонкий многожильный провод, чтобы его можно было вместе с датчиком
засунуть в пробирку, и крышка пробирки при этом закрылась, но наверно
можно и герметиком замазать
• 2 гнезда под питание
• кабель для соединения циклера с Arduino, удобно использовать специальные
штырьковые пластинки
• 2 датчика температуры DS18B20, один для калибровки
\
• макетная плата для быстрой сборки или вытравленная своя печатная плата,
разводку не привожу, так как делал методом поверхностного монтажа
щ ,
I"
ш.
-
я
<J
•-
о
«
V
U
о
\*
\>
С
V
О
w
О
с»
U
6
U
*
о
V
о
1»
о
<*
о
и
ч>
о
с
*■
U
и
о
о
о
о
U
о
-
о
«»
о
«
о
w
V
о
<*
•
•
^
<.
о
V
о
\>
•
•
V
о
с
о
-
о
•
•
*
V
*
ч>
-
U
•
•
щ
о
о
S»
о
о
о
•
щ
у
о
«
и
о
•
щ
о
о
о
"
V»
о
•
щ
о
а
м
«
о
«
*
J
о
о
».
о
«
*
о
0
О
u
с
и
т
о
о
о
о
о
&
Л
*
о
*
»
о
>
о
У
*
'»
э
а
-
о
о
а
*
«•
и
о
о
о
и
W
*
о
о
о
о
о
.,
а
«
о
-
V
о
о
•
>>
и
о
V
о ,
воооооооооооооооооооооооо
^Н
ш
И
о
ft
м
ы
А
А
Л
М
А
м
А
За
ft
с
А
м
£
A
A
о
Л
Л
о
о
А
А
А
А
с
о
»>
Л
А
А
•
О
А
•
А
А
•
•
А
А
м
♦
А
А
А
А
•
*
Н
О
О
V
W
А
А
А
А
Л
О
»
о
SpUWOlffH
X
А
А
м
А
А
А
•
«•
о
b°J
Т^
А
А
•
А
А
А
>•
А
М
►^
31
А
Л
А
м
А
ft
А
А
О
*>
О
Г™4
La
fa
А
ft
Л
А
А
А
ft
в
м
►"Ч
ЛЛ1
!П
А
А
•
•
ft
•
•
т
о
н
А
А
V
М
А
А
•
Л
«
м
Ы
*г
Ч:
А
ft
V
х
А
А
•
А
О
Н
л
А
А
.в.
ft
т
•
•
№
^^
,•.
А
А
А
А
•
•
;•:
м
KtoTol
S?
г
"
>•.
А
•
А
,•.
•
ft
•
1%
м
.•-
,•-
^^
х
ft
ft
•
^ч
м
ft
•
V
м
ft
о
W
«
с
ГЖт</
т
V
я
А
.*-
о
tf>
f{
о
о
Л;
з
kri
й
w
А
*.
^^
X
ft
о
о
L0,
.^
ft
А
&
^jT^
• нагревательная нихромовая проволока, в хозмагазинах обычно продается в
виде спиральки
• блок питания, компьютерный или 2 обычных китайских, 1 из них не меньше
чем на 1А
• 2 полевых транзистора IRLZ44, можно и аналоги, но обязательно с буквой L
- срабатывание от логического уровня на входе, можно и реле поставить -
но это далеко не лучший вариант
• резисторы по 2 штуки на 1к0м и 3 на 5к0м - номиналы тут не критичны
Конструкция
Конструкция состоит из нагревателя, вентилятора, термодатчика и небольшой
печатной платы для управления всем этим. Соединяется через шлейф с
микроконтроллером Arduino, который в свою очередь по USB соединен с компьютером. Тер-
моциклер разделен на основную часть и микроконтроллер (МК), так как МК на все
приборы будет один.
Для питания используется модифицированный компьютерный блок питания, но
можно использовать и 2 отдельных китайских блока питания - один из них должен
быть рассчитан на ток в 1А.
Прибор рассчитан на 1 пробирку. При желании легко можно добавить еще один
нагреватель - для еще одной пробирки.
[Я
[5B
наг
1 /~
/ /
\ ч
/
рева
о
о
тель
1
-*§-
\
кулер
прооирки
паста КПТ-8
железная емкость
спираль из
нихромовой
проволоки
подключение
к мк Aid u in о
нагревательный олок
нихромовая
проволока -
нагреватель
Блок питания
Блок питания для всех своих конструкций использую компьютерный, удобен тем,
что там уже есть стабильное напряжение в 3, 5 и 12 вольт. Может спокойно
отдавать высокую мощность - десятки ватт и высокие токи - десятки ампер. Есть
защита от замыкания.
На следующей картинке показано от каких проводов какие напряжения можно
получить . Но лучше предварительно проверить тестером.
5V
12V
5V
5V
N/SB
-5V
I Key (1осЮ I
Gnd Gnd Gnd
PS
ON
5V
Gnd
Gnd
3.3V
3.3V
3.3V
Чтобы его использовать без компьютера - необходимо соединить два проводка.
Подробно показано на рисунке ниже. Необходимо замкнуть (соединить) 2 провода
- зеленый и черный (любой). Все - больше ничего не нужно. На один из штекеров
для нагрузки рекомендуют подсоединить какое-нибудь устройство - например,
старый CDROM.
У 24-контактного ATX разъёма, последние 4 контакта могут быть
съёмными, для обеспечения совместимости с 20-контактным гнездом
на материнской плате
Разъем питания
АТХ
вид со стороны
отверстий
БП OK [Z
СОМ - Оби
(Power good)
411Й -рсеад
3.3V
3.3V
сом
5V
СОМ
5V
СОМ
PW-OK
5VSB
12V
□а
ав
«■
■«
па;
■«
ав.
3.3V
-12V
СОМ
PS-ON
1 сом
'сом
сом
-5V
+5V
+5V
П__
БП Вкл.
—* • .
Согласно приведенной распиновки распаиваем включатель питания -
зеленый провод на массу через тумблер включения, который
устанавливаем на передней стенке блока питания.
Блок нагрева
и охлаждения
Нагревательный блок состоит из нихромовой спирали и железной емкости в
центре спирали. Спираль нагревается при прохождении тока через нее и уже через
воздух передает тепло емкости с пробирками. Спираль должна быть на расстоянии
примерно 0.3 - 0.5 см от емкости, если дальше - емкость не сможет нагреться
до 95°С, если ближе - будет кратковременный перегрев пробирок. Желательно бы
отгородить нагревательную часть от внешних потоков воздуха - в текущей
реализации любой сквозняк приведет к нестабильной работе устройства. Но совсем
закрывать тоже не следует - в этом случае придется немного подправить
программу.
Емкость вырезана небольшим кусочком из банки сгущенки и из него пассатижами
сделана небольшая коробочка, подогнанная так чтобы туда плотно входили 2
пробирки, щели запаяны (оловом) паяльником. Внутрь емкости добавлена
теплопроводная паста КПТ-8 - на дно, на стенки и между пробирками.
Пробирки, перед вставкой в емкость с пастой КПТ8, предварительно
заворачиваются в тонкую фольгу. Далее вставляются вплотную друг к другу, но дна лучше
чтоб не касались, далее пробирки вынимаются а фольга остается. Пробирку с
датчиком можно и не вынимать. Фольга нужна для более равномерного
распределения тепла по всей пробирке - так как фольга быстрее нагревается чем пластик.
Пробирка с датчиком сделана так: на дне (до середины) - фольга в виде
воронки, в эту воронку вставлен датчик с тонкими проводами примерно на уровне
середины (дальше он все равно не пролезет), так чтобы пробирка могла
закрыться.
Датчик температуры DS18B20 в пробирке
Для охлаждения используется маленький кулер на 5В (вообще-то он на 12В , но
работает и от 5-ти). Можно совсем исключить верхнюю часть схемы с кулером.
Она нужна только для ускорения ПЦР. Нагреватель постоянно следит за
температурой и не допускает значительного перегрева.
Калибровка
датчиков
температуры
Чтобы быть уверенным, что датчик показывает температуру такую же что и в
пробирке с ПЦР смесью - необходимо провести калибровку.
Для калибровки датчика можно второй датчик опустить в пробирку, как и
первый и смотреть на разницу температур между ними, если разница больше 1-2
градусов то где-то присутствует элемент теплоизоляции, возможно один из датчиков
недостаточно плотно прилегает к пробирке или пробирка неплотно сидит в
нагреваемом блоке, либо датчик слишком высоко находиться - близко к крышке
пробирки и соответственно температура возле крышки ниже.
Еще для второго теста необходимо второй датчик опустить прямо на дно
емкости (без пробирки) и сверху прикрыть ватой, разница температур тоже не должна
быть больше нескольких градусов, иначе либо дно не герметично, либо один из
датчиков сидит вплотную к железке, и успевает за короткое время включение
нагревателя слишком нагреться. Между железкой и пробиркой должна быть не
слишком толстая прослойка, например теплопроводная паста КПТ-8.
Второй датчик температуры достаточно подсоединить к Pin 9 Arduino, в
микроконтроллере уже есть код для опроса датчика и вывода его температуры.
Смотреть можно встроенным в Arduino IDE просмотрщиком. Там же можно и писать
команды .
Unable to find address for Device 1
tempO:31.750
tempi:0.000
ternpO:31.750
tempi:0.000
tempO:31.750
tempi:0.000
tempO:31.750
tempi:0.000
tempO:31.750
tempi:0.000
tempO:31.750
tempi:0.000
tempO:31.750
tempi:0.000
Просмотр текущей температуры
Электронная схема
Схема разделена на 3 части - нагрев, охлаждение и датчик DS18b20.
Нагреватель и кулер выполнены одинаково, разница только в нагрузке, в одном случае
это кулер, в другом нихромовая спираль. Каждая из них использует свое
отдельное питание.
Arduino Pin 10
Arduino Pin 11
Arduino GND ++-
~ir
*► +5
Cooler
** +12
Heater
DS18B20
О
Arduino Pin 12 **^-
Arduino + 5B <*«-
2 DQ Data
Temperature sensor
Логический сигнал подается с Arduino на затвор полевого транзистора IRLZ44
- соответственно при высоком логическом уровне через остальные выводы этого
транзистора начинает проходить ток (и через нагрузку тоже), при низком
транзистор закрыт и тока нет. Резисторы нужны для ограничения тока.
Датчик DS18B20 включен по типовой схеме, подключен напрямую к Arduino.
ПРОГРАММА
Программная часть прибора состоит из 2 частей: программа на компьютере и
программа в микроконтроллере.
С компьютера посылаются управляющие команды на микроконтроллер через USB,
он считывает команду и запускает/останавливает нагреватель или кулер, также
постоянно опрашивает датчик и передает данные на комп. Есть и защита от
перегрева - если не приходит команда на отключение нагревателя в течение 8 секунд
то он отключается. При повторении выключается весь термоциклер.
hpforml
|сомз
И
D&viceOff
COM port conrrected
Cydei с ON
Slep? found. 4
SiaqeO
Cvd:0
Slaqe:1
Cyd'O
Stage: 2
CyciO
Stage: 3
CyciO
Stage 1
CydO
Stage 2
CyciO
Staqe:3
Cyd:1
"31
запуск
циклера
индикатор
нагрева -
охлаждения
ъ
:15
110
'05
100
95
старт устройства
61,0
отключение
jJ
CydOn | CydEnd |
0,3
текущая
температура
временные
интервалы по 25
секунд
5? 02
5? 54 54.20 54 45 55 11 55.37 56 02 56'28 56 53 57 13 5745 5511
Основная программа написана на С#. В отдельном потоке опрашивается
микроконтроллер, заноситься в список температура и этот список отображается в виде
графика. Также текущая температура передается в модуль Termostat, в котором
принимается решение о включении/отключении нагревателя и кулера и происходит
отслеживание смены стадий термоциклера по таймеру.
Для более точного контроля температуры используется PID алгоритм. Это
расширенная версия пропорционального управления, добавлена дифференциальная
часть - для учета скорости нагрева.
В программе используются 2 xml файла:
l.pid.xml - здесь задаются параметры PID регулятора, в основном можно
менять параметры:
• PGAINHIGH - используется при текущей температуре > 80°С
• PGAINLOW - используется при текущей температуре < 80°С
От них зависит скорость и точность установки и поддержания температуры.
Менять их надо постепенно - нет смысла изменять значение сразу на 0.1. dGain
- отвечает за дифференциальную компоненту регулятора
2. per.xml - здесь задается режим работы термоциклера. Количество шагов
можно менять - но нумерация их должна быть последовательной и начинаться
с 0 - add key="0" . Шаг с goto=nlff repeat=n27ff означает переход на шаг 1
и количество повторений этого цикла:27 раз.
Все программное обеспечение и схемы можно взять вот здесь:
ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-al.rar
Тестирование
и результаты
Тестировал прибор много раз, на снимке ниже показан один из самых первых
тестов. Многие первые попытки оказались неудачными. Одна из причин - нельзя
хранить готовую ПЦР смесь - ДНК быстро деградирует, а у меня она лежала
неделями.
праймеры
Форез результата ПЦР с маркером и трансиллюминатором.
Делал разные конструкции нагревателя. Сначала была просто спираль с
вставленной внутрь пробиркой - но оказалось, что пробирка нагревается очень
неравномерно, и разница в температуре в разных ее частях могла быть до 15
градусов. Далее пробовал с модулем Пелтье, один раз получилось, причем отлично
получилось. Модуль Пелтье был рассчитан на 80°С максимум - через месяц
постоянного ремонта было решено от него отказаться, также и из-за его высокой цены.
Сделал другую конструкцию - железная полая емкость - внутрь паста КПТ8 и
две пробирки - собственно она и описана в этой статье. Конструкция оказалась
на удивление удачной - все 8 раз, что делал с ней ПЦР - все прошло отлично.
Под обычной УФ лампой с фильтром был хорошо виден результат, причем параметры
ПЦР иногда очень сильно отличались.
Вот несколько опробованных режимов:
23 цикла
предварительный 92°С - 90 сек
92°С - 23 сек
56°С - 40 сек
электрофорез длился 1 час 15 мин
33 цикла
предварительный 92°С - 90 сек
92°С - 24 сек
55°С - 30 сек
70°С - 12 сек
35 циклов
предварительный 92°С - 90 сек
92°С - 32 сек
55°С - 50 сек
70°С - 50 сек
Протокол
1. Обычно делают 2 пробирки - с образцом и контрольную (без образца-ДНК)
чтобы удостовериться, что у нас нет контаминации реагентов (загрязнения
нашей ДНК другими ДНК, попавшими, например, из предыдущих экспериментов
через руки, пипетку и т.д...). Если будет результат после ПЦР от первой
пробирке - то это то, что нам и нужно, а не какой-либо другой случайно
попавший участок ДНК. Соответственно в контроле - на выходе продукта не
должно быть.
2. В термоциклере устанавливаем следующую программу: 92°С - 90 сек
денатурация + подготовка полимеразы, далее цикл на 27 повторов:
• 92°С - 23 сек денатурация (можно 10-15 сек)
• 55°С - 35 сек отжиг (можно 20-30 сек)
• 70°С - 20 сек элонгация (можно 40 сек - 2 мин, зависит от длины
участка ДНК) + возврат на шаг «1»
3. Собираем ПЦР смесь в пробирку с конечным объемом 25 мкл:
• праймер 1-2 мкл
• праймер 2-2 мкл
• вода - 16.5 мкл (на остаток объема после всех остальных компонентов)
• буфер 10х реакционный ПЦР с Мд - 2.5 мкл. Так как у нас конечный объем
8
25 мкл, то если буфер 10-кратный берем 25/10 = 2.5 мкл буфера
• Taq полимераза 2-3 единицы - 0.5 мкл
• dNTP 50x (4 нуклеотида) - 0.5 мкл (так как 50х, то получаем 25 мкл/50
= 0.5 мкл)
• ДНК - 1 мкл.
Продаются и готовые ПЦР смеси - в которые только остается добавить
образец ДНК и праймеры.
. В пробирку сначала добавляем воду, а потом остальное.
. Если будем делать контрольную пробирку, то сначала проще приготовить
смесь всех компонентов без ДНК в удвоенном объеме - для нормальной ПЦР и
контрольной. Далее делим на 2 пробирки и в первую из них добавим
образец.
. Ставим пробирку в прибор, включаем и ждем - примерно на полтора часа.
. Полученный продукт добавляем в гель + маркеры и форезим, должна быть
четкая полоска на нужную длину копируемого участка гена. А в контроле
ничего не должно быть.
. При желании из геля можно вырезать этот кусок и китом (с фильтровальной
колонкой) выделить нашу ДНК.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Arduino
Arduino - микроконтроллер, который очень легко использовать и
программировать , даже если вы совсем не знакомы с электроникой. К тому же он обладает
массой полезных встроенных возможностей, имеет встроенный АЦП и подключается
к компьютеру через USB. Среда разработки Arduino IDE - имеет все, что нужно
для разработки программы, позволяет одним нажатием кнопки загрузить программу
в микроконтроллер, и он сразу же заработает без отключения от компьютера.
MADE IN
ITALY
т-23ЮЧы2 з 2 i асэ 8 /65
at&Jgri U о 1 1 1 1 DIGITAL
*mVmt) ^ EEC© ЕЕ
«jMUIlffliiT 5*»l•RRE. 2R
— тх* Arduino1"
A —
r -y
ШШШ11Ш
«ЛилJ i
'3V,JUSB
див* •** •
<t*y да»»дал•
• I ■ ml
lCSP
a_iu
\^rlQP
j
£ uuu.arduino.ee
% ш 5 POWER ANALOG IN
Есть и еще одна полезная возможность - Arduino имеет встроенный адаптер USB
- СОМ , и одной строчкой кода позволяет передать (или получить) информацию на
компьютер. Таким образом, можно легко отлаживать и тестировать
микроконтроллер.
Для биологов он может быть полезен тем, что позволяет при минимуме знаний
электроники и программирования - создавать достаточно сложные устройства,
купить которые из личного бюджета просто невозможно. Например, простейший
термостат (тупо нагреватель) легко может стоить 30 000. И за эти деньги вы не
получите ничего кроме печки, которая может поддерживать заданную температуру.
На сайте Arduino4 (и в комплекте с IDE) имеются множество библиотек - от
датчика температуры до управления шаговым двигателем.
Пишем первую
программу
Напишем програмку для мигания светодиодом, к Arduino ничего подключать не
нужно, светодиод там уже есть.
Но сначала нужно скачать и установить Arduino IDE , там же есть и драйвер
для USB. Подробно это все описано здесь:
http://robocraft.ru/blog/arduino/98.html
/*
Зажигаем светодиод на одну секунду, затем выключаем его на
одну секунду в цикле.
*/
void setup() {
// Инициализируем цифровой вход/выход в режиме выхода.
// Выход 13 на большинстве плат Arduino подключен к светодиоду на плате.
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
Датчик
температуры
Для создания своего термометра все что понадобиться сделать - купить
трехногую микросхему DS18B20, подсоединить ее напрямую к Arduin, скачать
библиотеку для этого датчика и загрузить из интернета в микроконтроллер готовую
программу-термометр, которых уже написано достаточно много.
Датчик можно залить герметиком, в несколько проходов, тонкими слоями, так
как толстые куски герметика просто не засыхают. Тогда можно будет его
засунуть и в воду и в холодильник.
4 Официальный сайт - http://www.arduino.cc/ , неполная русская документация по языку
и библиотекам - http://arduino.ru/
// зажигаем светодиод
// ждем секунду
// выключаем светодиод
// ждем секунду
Схема соединения
Вот код, взятый из папки примеров к библиотеке для этого датчика:
#include < OneWire.h >
#include < DallasTemperature.h >
// Data wire is plugged into port 2 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2
// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices
// (not just Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS) ;
// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature.
DallasTemperature sensors(SoneWire);
void setup(void)
{
// start serial port
Serial.begin(9600);
Serial.println("Dallas Temperature 1С Control Library Demo");
// Start up the library
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
// call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature
// request to all devices on the bus
Serial.print("Requesting temperatures...");
sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
Serial.println("DONE");
Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");
Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));
Эти примеры и библиотеку для датчика температуры DS18B20 можно скачать тут:
ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-03-a2.rar
Лаборатория
ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ДНК В АГАР03Н0М ГЕЛЕ
пех2005
Введение
Электрофорез ДНК - один из основных инструментов в молекулярной биологии.
Метод используется при:
• разделение молекул ДНК и РНК по их размеру и определение размера по
маркеру
• определение примерного количества ДНК по яркости свечения
• вырезание нужной ДНК из геля и использовать в дальнейшем
• анализ результатов проведения ПЦР
• используется при клонировании, при проведении операций с плазмидой -
например, вырезание участка из плазмиды с помощью рестриктаз и выделение
его из геля после проведения электрофореза.
• электрофорез ДНК также применялся раньше для секвенирования по Сэнгеру,
но гель использовался полиакриламидный (ПААГ) для точного разделения
коротких молекул ДНК. Такой гель позволяет разделить молекулы,
отличающиеся на 1 нуклеотид - хотя это и не так просто сделать.
Разделение фрагментов ДНК происходит из-за наличия у них заряда. Фосфатные
остатки у нуклеотидов придают всей ДНК негативный заряд. Это делает ее
растворимой в воде и привлекает ее к положительному (+) электроду. Поэтому, если
поместить ДНК в электрическое поле, то она будет двигаться от минуса к плюсу.
Чтобы ДНК не сильно бежала к плюсам, ее можно перемещать в какой-нибудь
вязкой среде. Для этого и нужен агарозный гель (что-то очень похожее по
консистенции на холодец или желе).
То power supply
Butter
Platinum
el ее с rode
Фрагменты ДНК, имеющие наименьшую длину, приближаются быстрее всего к «+»
электроду, в то время как длинные фрагменты остаются максимально близко к
минусу. Те же базовые принципы электрофореза могут использоваться для
разделения РНК и протеинов. Увеличение концентрации агарозы в геле уменьшает
скорость миграции ДНК и позволяет разделять малые фрагменты ДНК. Чем больше
напряжение, тем быстрее проходит форез - но слишком сильное напряжение нагреет
буфер, а это недопустимо. Конформация ДНК тоже играет важную роль. Кольцевые
плазмиды (неразрезанные рестриктазами) двигаются с другой скоростью чем
линейные или суперскрученные.
Определение размеров производят путем сравнения коммерчески доступных
фрагментов ДНК (DNA ladder, маркеры), содержащих линейные фрагменты ДНК известной
длины.
В буфере который заливают в камеру присутствует бромистый этидий (Ethidium
bromide) - флуоресцентный краситель для окрашивания ДНК. Он мутагенен,
поэтому при работе с ним лучше одевать перчатки. Этидий связывается с ДНК, и после
фореза гель смотрят под ультрафиолетом 312 нм или 254 нм в трансиллюминаторе.
Этидий флюоресцирует под УФ и сам по себе, но при связывании с ДНК он
светится гораздо сильнее.
ДНК маркер 100 (100-1000 бп).
Гели различаются по содержанию в них агарозы. Чем больше агарозы, тем более
мелкие фрагменты ДНК можно разделить (см. Приложение 1).
Необходимые
материалы
• Образец ДНК - молекулы ДНК, которые нужно разделить либо определить их
размер, объем 10-20 мкл
• Пипетка 20 мкл
• Электрофорезная камера. Камеру можно купить (рекомендую в 000 ИзоГель1) ,
но можно и сделать самому. Камера - это просто герметично склеенная
коробочка из оргстекла с 2-я штекерами, в которые вставляется питание.
Чертежи можно скачать вот здесь:
ftp://homelab.homelinux.com/pub/arhiv/2013-ОЗ-аЗ.rar
• Источник питания на 50 - 150 В
• Гель - готовый или сделанный самостоятельно. Готовые гели вместе с ТАЕ
(Tris-acetate-EDTA) буфером для фореза можно купить на сайте 000
ИзоГель , просто напишите по указанному на сайте email. Сам использую
готовые гели - очень удобно и ничего не нужно заливать самому. Кстати гели и
буфер многоразовые, если не обращать внимания на контаминацию, то можно
использовать один и тот же гель и буфер, после фореза просто класть в
холодильник. Я пользовался одним комплектом (4 геля + буфер) полгода.
Для приготовления 1% геля: 100 мл воды и 1 грамм агарозы.
• Буфер ТАЕ (Tris-acetate-EDTA), который в разбавленном виде заливается в
камеру, объем в зависимости от размеров камеры
• Loading buffer - обычно глицерин, объем 1 мкл. При нанесении в лунки
ДНК, она сама по себе туда не опуститься, всплывет и рассеется по
буферу. Чтобы этого не произошло и нужен глицерин или что-нибудь другое
тяжелое .
• Loading dye - краситель, объем 1 мкл. Не обязателен, но позволяет
визуально наблюдать за ходом электрофореза (ДНК он конечно не покажет).
• DNA ladder - маркер, по объему - столько же сколько и образца. Необходим
для определения размера образца. Маркер - фрагменты ДНК, определенного
размера. Бывают разные DNA Ladder - 100 , 50 , 25. DNA Ladder 100 -
набор фрагментов, от 100 нуклеотидов до 1000 с шагом в 100. Обычно
наносятся в первую лунку и получаются в виде лесенки. Если нужно только
узнать наличие/отсутствие ДНК в образце, то можно и без маркера. В маркер
не нужно добавлять ни Loading buffer ни Loading dye.
• Трансиллюминатор или ультрафиолетовая лампа (например, бытовая
люминесцентная черная). Для визуализации подкрашенной этидиумом ДНК.
Трансиллюминатор УФ светильник
1 http://isogel.genseq.ru/
Протокол
Заливаемый гель для электрофореза обычно разделяют на дорожки (ячейки,
лунки) специальной гребенкой. После остывания геля гребенка удаляется.
1. Если вы не используете готовый гель - то нужно его приготовить. Для 1%
геля - смешайте 100 мл воды и 1 грамм агарозы в стеклянной посуде. Доведите
раствор до кипения в микроволновой печи при высокой мощности. Вытащите
сосуд из печи и размешайте до ресуспендирования осевшей агарозы. Охладите до
температуры, комфортной для дальнейшей работы. В форму для геля установите
гребенку под будущие лунки. Влейте охлажденную агарозу в форму. Агароза
должна доходить как минимум до половины зубца гребенки. Когда гель
затвердеет (для ускорения - засуньте в холодильник, но только не заморозьте),
осторожно удалите гребенку.
2. Готовим камеру - кладем гель в камеру, заливаем буфер чтоб гель скрылся
под ним удобнее всего гель класть в пластиковую кювету и уже ее в камеру.
Гель легко может сломаться при переносе в руках.
З.В образец добавим глицерин (Loading buffer) + краситель (loading dye).
Концентрация молекул ДНК в образце желательно > 50 нг/мл, чем меньше ДНК
тем труднее увидеть ее на трансиллюминаторе чтобы получить четкий сигнал
при окрашивании бромистым этидием, в лунку шириной 5 мм достаточно внести
200 нг маркерной ДНК.
4. Наносим образец в лунки, в первую лунку наносим маркер. Наносить нужно
очень аккуратно, образец должен легко опуститься на дно и не выходить за
пределы лунки, если образец всплыл и растекся сверху лунки - значит что-то
не так, возможно не добавили глицерин или слишком резко выпустили образец
из пипетки. Маркер обычно в лиофилизированном виде (черная точка на дне
пробирки) - разбавляем в 4-7 мкл воды и хорошо перемешиваем пока ДНК не
растворится.
5. Включаем форез 120В 15-30 мин. Руки в камеру не совать! Возле электродов
должны быть небольшие пузырьки, как индикатор, что форез пошел. ДНК
двигается от минуса к плюсу, лунки с ДНК должны быть возле черного штекера
(минуса) . Краситель в ходе фореза передвигается, по нему можно примерно
определить куда могла убежать ДНК и когда закончить форез.
Останавливаем электрофорез, когда след красителя
продвинулся достаточно далеко.
6. Выключаем прибор, вытаскиваем гель. Просматривают гель в УФ-свете на
трансиллюминаторе и фотографируют. Гель смотреть нужно в максимально темной
комнате, иначе видимый свет забьет всю флюоресценцию от этидия. На фоне
темно-синей подсветки УФ в геле должны быть видны полоски красного цвета,
особенно в колонке с маркером, так как концентрация маркерной ДНК
достаточно большая. Эти полоски и есть флюоресценция этидия, который связался с
ДНК.
Результат фореза.
При использовании обычного домашнего УФ светильника, гель кладем сверху на
лампу, полоски ДНК будут видны тускло, так как чувствительность в случае этой
лампы меньше чем трансиллюминатора. Также при использовании лампы вам
понадобиться оранжевый (или желтый) светофильтр, который придется вытащить из
галогенной лампочки аккуратно срезав верхний ее слой, сразу под ним будет круглое
желтое стеклышко. Можно и без фильтра - но нужна большая концентрация ДНК,
как, например, после удачно проведенной ПЦР. Светофильтр нужен, чтобы убрать
засветку видимым светом (а желтый фильтр как раз пропускает только близкие к
нему по цвету лучи, ослабляя остальные).
Галогенная лампочка (инфракрасная) с желтым
светофильтром, который нам и нужен.
Так как фильтр маленький его нужно положить сверху на гель в том месте, где
ожидаете увидеть ДНК. Ну, или подвигать по всему гелю.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ВЫБОР % ГЕЛЯ
Особенности работы с низкопроцентными (0.3%) гелями:
• в плашку для электрофореза залить "подложку" - слой агарозы 1.5-2.0%
толщиной ^2-3 мм, дать застыть;
• на этой подложке закрепить гребенку так, чтобы между зубцами и подложкой
было расстояние 1-2 мм;
• залить 0.3% агарозу (лучше в холодной комнате);
• гребенку удалять только под слоем буфера, иначе ячейки слипнутся.
ВНИМАНИЕ! Работать в холодной комнате. Гель очень хрупкий, все манипуляции
проводить только вместе с 2% подложкой; не лить буфер на поверхность геля.
Низкопроцентные гели особенно чувствительны к перегрузке по количеству ДНК на
дорожку.
Разделение
линейных
молекул
Диапазон нормального разделения линейных dsDNA молекул для гелей с
различной концентрацией агарозы:
% агарозы
Размер
DNA [kbp]
0.3
5-60
0.5
1-30
0.6
1-20
0.7
0.8-12
0.8
0.6-10
0.9
0.5-8
1.0
0.5-7
1.2
0.4-6
1.5
0.2-3
2.0
0.1-2
Меньший предел определяется (в основном) диффузией полосы в геле. Т.е. в
гелях с низкой концентрацией агарозы мелкие фрагменты вполне разделяются, но
полосы не четкие.
Верхний предел сильно зависит от напряженности поля, при которой проводится
форез. Чем меньше напряженность поля, тем более длинные молекулы можно
эффективно разделить.
Разделение
суперскрученных
и кольцевых
молекул
К сожалению, относительная подвижность линейных и кольцевых молекул зависит
от условий фореза: % геля, скорость фореза (в частности, это означает, что
нельзя пользоваться линейным маркером для оценки размера кольцевых молекул).
Приведенная таблица дает некоторое представление о соотношении подвижностей
при умеренной (^6 В/см) скорости фореза (в скобках - при более быстром
разгоне) :
Размер
суперскрученной
ДНК [kbp]
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
Размер линейной ДНК [kbp]
для различных % агарозного геля
0.7%
1.2
1.7
2.2
2.7
3.2
3.9
4.4
5.1
5.8
7
1%
1.3
1.8
2.3
2.9
3.5
4.2
5.0
5.9
6.8
8.7
1.5%
1.3 (1.6)
2 (2.4)
2.7 (3.7)
3.5 (5.5)
5 (8.5)
8.5 (>12)
>12
-
-
-
2%
1.5 (1.0)
2.9 (1.8)
-
-
-
-
-
-
-
-
В присутствии 0.5 jig/ml EtBr разрешение релаксированной и суперскрученной
pDNA увеличивается примерно в 20 раз при повышении ионной силы буфера до
4хТАБ. Того же увеличения можно добиться понижая концентрацию EtBr.
Одно-цепочечная ДНК
На 1% агарозном форезе ssDNA бежит чуть быстрее (^10%) , чем dsDNA того же
размера. ssDNA окрашивается EtBr заметно слабее, чем ds (разница в -4-5 раз).
То есть, чтобы полосы имели одинаковую интенсивность окраски, требуется взять
- в 5 раз больше ssDNA.
Чтобы разделить цепи, нужно либо непосредственно перед форезом прогреть -1
мин 100°С, либо добавить к образцу NaOH до 0.1 М, 5-10 мин. (NT или 37°С) ;
НАПРЯЖЁННОСТЬ ПОЛЯ
При оценке напряженности поля для горизонтального фореза принято
пренебрегать конкретной геометрией камеры и измерять расстояние непосредственно между
электродами.
На рисунке показана схема форезов, при разном напряжении. Форезы
проводились разное время, так, чтобы 0.5 kb фрагмент прошел одинаковое расстояние.
Видно, что проведение фореза при высоком напряжении эквивалентно уменьшению
длины геля.
Разумный компромисс между скоростью и качеством фореза для
высококачественных или препаративных форезов: ^2 В/см (можно меньше для ON форезов). Для
аналитических форезов приемлемое качество сохраняется до ^6 В/см.
DNA особенно легко теряет EtBr при повышенной температуре (что обычно
случается, если гонять форезы при высоком напряжении).
EtBr при форезе движется от «+» к «-». Если хочется, чтобы он не уходил из
геля, лучше ввести его и в форезный буфер.
КОЛИЧЕСТВО ДНК,
КОТОРОЕ МОЖНО
НАНОСИТЬ НА ДОРОЖКУ
Нижний предел определяется используемым методом детекции. Если применяется
v-9
окрашивание EtBr, то не стоит надеяться увидеть <10 нг (10 * г)
лоску.
на 5 мм по-
Верхний предел: слишком большое количество DNA на дорожке приводит к двум
неприятным эффектам:
• изменению подвижности полосы в геле (идёт быстрее). Так что не надо
сразу паниковать, когда, например, слишком большое количество pDNA идёт
быстрее, чем разбавленная исходная плазмида. (к такому же эффекту может
привести и слишком большое количество RNA в препарате pDNA).
• при визуальной или при денситометрической оценке количества DNA
получаются заниженные оценки (точность совсем низкая, начиная приблизительно с
0.5 мкг на 5 мм дорожку) . Оптимальный диапазон для денситометрическохю
определения: 0.02-0.15 мкг на полоску.
БУФЕР ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ
Присутствие красителя:
• облегчает внесение в лунку;
• позволяет иметь представление, где в геле находится фрагмент;
но в то же время:
• может мешать наблюдению фрагментов под УФ;
• может оказаться нежелательной примесью при элюции фрагмента из геля.
Подвижность красителей в гелях с различной концентрацией агарозы:
%
0.7
0.8
1.0
1.5
2.0
КЦ
~10.5 (9-15)
~8 (7-9)
~6 (4.8-7)
~2.2 (1.8-2.6)
~0.75 (0.6-0.9)
Подвижность
Крезоловый кр.
~3.8 (3.2-4.5)
~2.9 (2.7-3.2)
~2.2 (2-2.5)
~1.0 (0.9-1.3)
~0.35 (0.3-0.4)
красителей
Бромфен. синий
~0.8 (0.7-1.2)
~0.5 (0.4-0.6)
~0.5 (0.4-0.6)
~0.25
< 0.25
OrangeG
~0.15 (0.1-0.2)
< 0.25
< 0.25
« 0.25
« 0.25
Выбор красителя:
• Бромфеноловый синий и ксиленцианол - (стоковые растворы 1% в Н20;
рабочая концентрация в 1х буфере ^0.005-0.02%) могут заметно мешать
наблюдению фрагментов под УФ. По нашему опыту, элюция фрагмента в PEG вместе с
любым из этих красителей не оказывает заметного влияния на меченье, ли-
гирование и трансформацию.
• Cresol red - (стоковый раствор 50 шМ в Н20; рабочая концентрация в 1х
буфере ^0.1 шМ) совместим с ферментативными реакциями, практически не
мешает наблюдению под УФ.
• OrangeG - (стоковый раствор 1% в формамиде; рабочая концентрация в 1х
буфере ~0.01-0.05%) наиболее подвижный краситель, практически всегда
находится вне "рабочей зоны". Заметен под УФ.
Краситель в буфере нужен лишь для того, чтобы образец был легко заметен в
лунке и в геле. Обычно приводимые в методиках ^0.025% для бромфенолового
синего и ксиленцианола (в 1х буфере) по нашему мнению слишком большое
количество.
Лучше иметь на столе:
• буфера с различными красителями.
• различные разведения буфера для внесения (10х, 2х, 1х). При этом образец
любого объема собирается из двух компонентов (буфер + образец), а не из
трех (буфер + вода + образец).
• 1х если объем образца < 25%
• 2х ==> 25-75%;
• 10х ==> 75%
Лаборатория
ТРАНСФОРМАЦИЯ Е. Coli ПЛАЗМИДОЙ
(МЕТОД ТЕПЛОВОГО ШОКА)
пех2005
Введение
В бактериях часть генетической информации содержится в коротких кольцевых
молекулах ДНК - плазмидах. Трансформация заключается во введении в
бактериальные клетки подобной плазмиды. Такая плазмида в некотором смысле аналогична
хромосомной ДНК - она также реплицируется и наследуется при делении бактерии,
несет в себе гены - которые транскрибируются и транслируются в белки. С
помощью плазмид бактерии обмениваются друг с другом генетической информацией,
например, передают соседям устойчивость к какому-нибудь антибиотику. Плазмиду в
генетической инженерии называют вектором, так как она несет в себе не только
ген, который мы хотим внедрить в бактерию, но и множество других участков
необходимых для проживания плазмиды в бактерии и ее передаче потомству при
делении. Также вектор обычно содержит селективные маркеры - гены устойчивости к
антибиотикам.
Фактически трансформация является клонированием, так как в результате
создаются клоны (колонии) бактерий произошедшие от одной бактерии -
трансформированной и выжившей (благодаря трансформации) на селективном маркере.
Реальная процедура клонирования включает множество этапов по подготовке
вставляемого гена, вставки гена в плазмиду и трансформацию бактерии этой плазмидой.
Мы же будет использовать готовую плазмиду и ничего в нее вставлять не будем.
В плазмиде уже есть ген устойчивости к антибиотику ампициллину. Клетки, полу-
чившие новый ген, называются трансформированными.
В смеси после проведения операции трансфекции имеется большое число не-
трансформированных клеток. Необходимо отделить клетки, несущие новый ген, от
массы исходных клеток. Для отделения клеток, прошедших трансформацию, от не-
трансформированных культивирование ведут на селективных средах, содержащих
антибиотики. В том случае, если плазмидный вектор содержит ген устойчивости к
антибиотику, и он попал в бактерию, то начнет вырабатываться белок
разрушающий антибиотик и бактерия не умрет.
Для трансформации используются специальные лабораторные штаммы Е. Coli,
например Е. Coli K12, E.Coli XllBlue.
Эти штаммы специально модифицировании. В них например нет рестриктаз,
которые разрезали бы чужую ДНК проникшую в бактерию.
Е. coli относится к микроорганизмам, не обладающим естественной
компетентностью к поглощению ДНК. Поэтому необходимо придать ей компетентность перед
трансформацией. Липидная мембрана, которой окружены клетки, обладает
избирательной проницаемостью — то есть, она пропускает через себя одни частицы и не
пропускает другие. Крупные заряженные молекулы (а именно таковой и является
ДНК) через эту мембрану самопроизвольно пройти не могут. Есть много методов
придания компетентности клеткам: химические(СаС12) , электропорация, экзотика
(ультразвук, лазеры, генная пушка)... Мы пропустим этап подготовки
компетентных клеток, так как для многих таких методов нужна центрифуга, к тому же есть
коммерчески доступные компетентные клетки.
нуклеоид
ибосомы
цитоюль
— плазматическая мембрана
межмембранное
.пространство
наружная мемьрана
внешняя мембрана
пили
жгутики
Метод теплового шока
Строение Escherichia coli,
В процессе теплового шока (нагревание до 42°С) плазмиды проникают через
поры в мембране бактерии. Тепловой шок - не придает клеткам компетентность, а
лишь помогает ДНК пройти через мембрану.
В данной статье рассмотрен метод с готовыми компетентными клетками и ампи-
циллиновой селекцией.
Необходимые
материалы
компетентные клетки EColi XllBlue(evrogen)1 - объем 100 мкл
плазмида pTZ59r (fermentas) , аналог pTZ19R, карта как у pAL-TA2 - объем
50 мкл, концентрация 1 нг/мкл
в данном опыте использовалась контрольная плазмида из набора, без гена
для сине-белой селекции, но с геном устойчивости к ампициллину
среда LB (без агара) - объем 250 мкл
среда LB (с агаром) для посева, объем: половина чашки Петри
Ampicillin - антибиотик - объем 50 мкл, концентрация 50 мкг/мл
термостат - воздушный, необязателен, но очень желателен. Я использовал
самодельный из пенопластовой коробки + простой нагреватель3.
стеклянный шпатель - необходим для размазывания смеси по чашке Петри,
можно заменить чем-нибудь другим
пипетка - большого объема чтобы набирать клетки и плазмиду
Пипетка 1 мл с делениями.
• лед, порубленный на кусочки.
Вот такие кусочки льда нужны.
1 http://evrogen.ru/products/Cells/Comp_Cells.shtml
2 http://evrogen.ru/products/pAL-TA/pAL-TA.shtml
3 Для жителей западных стран можно рекомендовать добавить электронный управляющий
терморегулятор (термостат), который обычно используется в системе обогрева дома.
Протокол
1. Сначала ставим пробирки с плазмидой, антибиотиком и Е. Coli в лед, пока
не оттают.
2. Смешиваем плазмиду (50мкл) + клетки Е. Coli (100 мкл) и ставим опять в
лед.
3. Ждем 30 мин.
4. Тепловой шок - ставим смесь в термостат 42°С на 40 сек. Термостат можно
заменить предварительно разогретой чашкой с водой (см. снимок).
5. Смесь возвращаем в лед.
6 . Ждем 4 минуты.
7. Добавляем в смесь среду LB (без агара) 250 мкл.
8. По идее надо поставить смесь в шейкер-термостат 37°С на 60 мин, шейкер -
250 об/мин. Шейкер я еще не доделал, поэтому просто потряс 20 мин,
зажав в руке (чтобы температура была близко к 37°С) . Далее оставшиеся 40
мин положил в термостат на 37°С.
9. Готовим чашки Петри для посева. Наливаем в чашку Петри среду LB (с
агаром) , в жидком предварительно разогретом состоянии (но не горячую)
половина чашки (или 1/3). Добавляем ампициллин 50 мкл. Антибиотик
позволяет определить - прошла трансформация или нет. Если трансформация
получится, то в бактерии будет плазмида с геном устойчивости к
антибиотику ампицилину и они вырастут в чашке.
10. Закрываем чашку, сушим 37°С примерно 1 час, пока среда не затвердеет.
11. Посев: выливаем смесь с клетками в чашку со средой. Смесь с клетками
обычно размазывается по чашке специальным стеклянным шпателем, он
окунается в спирт, поджигается, даем ему остыть, размазываем смесь по всей
чашке, с минуту.
12. Инкубация. Чашку ставим в термостат 37°С на 16 часов (обычно на ночь).
Если термостата нет - то можно использовать батарею или настольную
лампу, только предварительно измерив температуру. E.Coli могут расти в
широком диапазоне температур 20-40°С, но скорость роста будет другая. При
28°С они будет расти 2 дня, при 21°С - 3 дня. На чашках Петри не должен
образовываться конденсат воды, поэтому их надо завернуть в какой-нибудь
пакет который будет равномерно прогревать воздух внутри.
13. В результате должны появиться много белых точек - колоний бактерий.
Каждая колония является потомством одной единственной трансформированной
бактерии, попавшей вчера в чашку, соответственно все бактерии внутри
одной колонии содержат один и тот же вектор. Далее можно поставить в
холодильник на +4 - с недельку они могут так похраниться в живом
состоянии .
Размазываем по чашке,
Варианты того что может получится.
Вот что получилось у меня, но я переборщил с концентрацией плазмиды - плаз-
миды было во много раз больше чем нужно, поэтому колонии покрыли всю чашку.
Справа наоборот, видно, что там почти пусто, в этом месте я просто налил
смесь, но не размазывал по чашке - видимо бактерии плохо растут в таких
условиях и колоний не появилось, но позже там все-таки выросло несколько колоний.
Английский
КАК ИЗВЛЕЧЬ ДНК ИЗ ЖИВОГО
(HOW TO EXTRACT DNA FROM ANYTHING LIVING)
First, you need to find something
that contains DNA. Since DNA is the
blueprint for life, everything living
contains DNA.
For this experiment, we like to use
green split peas. But there are lots
of other DNA sources too, such as:
• Spinach
• Chicken liver
• Strawberries
• Broccoli
Certain sources of DNA should not be
used, such as:
• Your family pet, Fido the dog
• Your little sister's big toe
• Bugs you caught in the yard
Во-первых, вам нужно найти что-то,
что содержит ДНК. Поскольку ДНК
является основой для жизни, все живое
содержит ДНК.
Для этого эксперимента мы хотим
использовать лущеный зеленый горох. Но
также есть много других источников
ДНК, например:
• Шпинат
• Куриная печень
• Клубника
• Брокколи
Не следует использовать некоторые
источники ДНК, такие как:
• Пес Шарик, любимец вашей семьи
• Большой палец ноги вашей сестренки
• Пойманные в саду жуки
Step 1. Blender insanity!
Put in a blender:
• 1/2 cup of split peas (100 ml)
• 1/8 teaspoon table salt (less than
1 ml)
• 1 cup cold water (200 ml)
Blend on high for 15 seconds.
The blender separates the pea cells
from each other, so you now have a
really thin pea-cell soup.
Этап 1. Измельчение1
Поместите в блендер:
• 1/2 стакана гороха (100 мл)
• 1/8 ч.л. поваренной соли (менее 1
мл)
• 1 стакан холодной воды (200 мл)
Перемелите на больших оборотах в
течение 15 секунд.
Блендер дробит горох на клетки, так
что теперь у вас есть настоящий
гороховый суп-пюре.
Step 2. Soapy peas
Pour your thin pea-cell soup through
a strainer into another container
(like a measuring cup).
Add 2 tablespoons liquid detergent
(about 30ml) and swirl to mix.
Let the mixture sit for 5-10 minutes.
Этап 2. Омыление гороха
Процедите ваш гороховый суп-пюре
через мелкое ситечко в другую емкость
(например, мерный стаканчик).
Добавьте 2 столовые ложки жидкого
моющего средства (около 30 мл) и
хорошенько перемешайте.
Пусть смесь постоит в течение 5-10
минут.
Дословный перевод: блендерное помешательство. В переносном смысле это
перемешивание (помешательство - это когда в голове все перемешалось), но также может быть
намеком (английский юмор) на всеобщее увлечение блендерами. Научный термин -
гомогенизация.
Pour the mixture into test tubes or
other small glass containers, each
about 1/3 full.
Заполните смесью пробирки или другие
небольшие стеклянные емкости, каждую
примерно на треть.
г^т
•. 1 -;.*;7,' '
W
s
/>
Why did I add detergent to my pea
soup?
Blending separated the pea cells.
But each cell is surrounded by a sack
(the cell membrane) . DNA is found
inside a second sack (the nucleus)
within each cell.
To see the DNA, we have to break open
these two sacks.
We do this with detergent.
Почему я добавлял моющее средство в
мой гороховый суп?
Измельчение разделяет клетки гороха.
Но каждая клетка окружена оболочкой
(клеточной мембраной). ДНК находится
внутри второй оболочки (в ядре) в
каждой клетке.
Чтобы достать ДНК, мы должны
разорвать эти две оболочки.
Мы делаем это моющим средством.
nucleus
cell membrane
pea
Why detergent? How does detergent
work?
Think about why you use soap to wash
dishes or your hands. To remove
grease and dirt, right?
Soap molecules and grease molecules
are made of two parts:
Почему моющие средства? Как эти
моющие средства действуют?
Подумайте, почему вы используете мыло
для мытья посуды и рук. Чтобы удалить
жир и грязь, не так ли?
Молекулы мыла и молекулы жира состоят
из двух частей:
soap
л
grease
Heads, which like water.
Головок, которые любят воду.
Tails, which hate water.
Хвостов, которые ненавидят воду
Both soap and grease molecules
organize themselves in bubbles (spheres)
with their heads outside to face the
water and their tails inside to hide
from the water.
When soap comes close to grease,
their similar structures cause them
to combine, forming a greasy soapy
ball.
Молекулы и мыла и жира выстраиваются
в пузырьках (сферах) головками
наружу, навстречу воде, и хвостами
вовнутрь, прочь от воды.
Когда мыло сближается с жиром, их
аналогичные структуры объединятся,
образуя жиро-мыльную сферу.
A cellT s membranes have two layers of
lipid (fat) molecules with proteins
going through them.
When detergent comes close to the
cell, it captures the lipids and
proteins .
Мембраны клетки имеют два слоя липи-
дов (жиров) с молекулами белков
происходящих через них.
Когда моющее средство сближается с
клеткой, оно захватывает липиды и
белки.
After adding the detergent, what do
you have in your pea soup?
Что будет в вашем гороховом супе
после добавления моющего средства?
detergent +
lipids & proteins
г
detergent
Step 3. Enzyme power
Add a pinch of enzymes to each test
tube and stir gently. Be careful! If
you stir too hard, you111 break up
the DNA, making it harder to see.
Use meat tenderizer for enzymes. If
you can't find tenderizer, try using
pineapple juice or contact lens
cleaning solution.
Этап З. Воздействие ферментом
Добавьте щепотку ферментов в каждую
пробирку и слегка размешайте. Будьте
осторожны! Если вы будете размешать
слишком сильно, то можете разрушить
ДНК и тогда увидеть ее будет труднее.
Используйте размягчитель мяса как
источник ферментов. Если вы не сможете
найти его, то попробуйте использовать
ананасный сок или очиститель для
контактных линз.
Hi
г.
1
^
■
tenderize
аъш д,
^ ^
Why did I add meat tender!zer?
In this experiment, meat tenderizer
acts as an enzyme to cut proteins
just like a pair of scissors.
Почему я добавлял умягчитель мяса?
В этом эксперименте размягчитель мяса
действует как фермент, чтобы порезать
белки, словно ножницами.
The DNA in the nucleus of the cell is
molded, folded, and protected by
proteins .
ДНК в ядре клетки формируется,
упаковывается и защищается белками.
The meat tenderizer cuts the proteins
away from the DNA.
Step 4. Alcohol separation
Tilt your test tube and slowly pour
rubbing alcohol (70-95% isopropyl or
ethyl alcohol) into the tube down the
side so that it forms a layer on top
of the pea mixture. Pour until you
have about the same amount of alcohol
in the tube as pea mixture.
Alcohol is less dense than water, so
it floats on top. Look for clumps of
white stringy stuff where the water
and alcohol layers meet.
What is that stringy stuff?
DNA is a long, stringy molecule. The
salt that you added in step one helps
it stick together. So what you see
are clumps of tangled DNA molecules!
DNA normally stays dissolved in
water, but when salty DNA comes in
contact with alcohol it becomes
undissolved. This is called precipitation.
The physical force of the DNA
clumping together as it precipitates pulls
more strands along with it as it
rises into the alcohol.
You can use a wooden stick or a straw
to collect the DNA. If you want to
save your DNA, you can transfer it to
a small container filled with
alcohol.
Умягчитель мяса отрезает белки от
ДНК.
Этап 4. Выделение спиртом
Наклоните пробирку, и медленно
залейте в нее спирт (70-95% изопропиловый
или этиловый) по стенке пробирки так,
чтобы он образовал слой поверх
гороховой смеси. Залейте примерно такое
же количество алкоголя в пробирку,
сколько в ней гороховой смеси.
Алкоголь менее плотный, чем вода,
поэтому он будет сверху. Посмотрите на
сгустки белой тягучей субстанции, на
границе между водой и спиртом.
Что это за тягучая субстанция?
ДНК представляет собой длинные,
волокнистые молекулы. Соль, которые вы
добавили в «Этап 1» способствует их
слипанию. Так что вы видите сгустки
запутанных молекул ДНК!
ДНК обычно остается растворенной в
воде, но когда соленый раствор ДНК
вступает в контакт с алкоголем, она
становится нерастворимой. Это
называется осаждением. Физические силы
вызывают слипание нитей ДНК вместе, так
что осаждение притягивает все более
нитей, по мере того как она
поднимается к алкоголю.
Вы можете использовать зубочистку или
тонкую трубочку, чтобы собрать ДНК.
Если вы хотите сохранить эту ДНК, вы
можете поместить ее в небольшую
емкость с алкоголем.
You have just completed a DNA
extraction!
Now that you've successfully
extracted DNA from one source, youf re
ready to experiment further. Try
these ideas or some of your own:
Experiment with other DNA sources.
Which source gives you the most DNA?
How can you compare them?
Experiment with different soaps and
detergents. Do powdered soaps work as
well as liquid detergents? How about
shampoo or body scrub?
Experiment with leaving out or
changing steps. We've told you that you
need each step, but is this true?
Find out for yourself. Try leaving
out a step or changing how much of
each ingredient you use.
Do only living organisms contain DNA?
Try extracting DNA from things that
you think might not have DNA.
Вы только что выполнили экстракцию
ДНК!
Теперь, когда вы успешно извлекли ДНК
из одного источника, вы готовы к
дальнейшему экспериментированию.
Попробуйте эти идеи или некоторые свои:
Поэкспериментируйте с другими
источниками ДНК. Какой источник даст Вам
больше всего ДНК? Можете вы их
сравнить?
Поэкспериментируйте с различными
мылами и моющими средствами. Будет ли
порошковое мыло работать также как
жидкие моющие средства? Как насчет
шампуня или очистительного средства
для тела?
Поэкспериментируйте с пропуском или
изменением некоторых этапов. Мы
говорили вам, что вы должны делать каждый
этап, но так ли это? Выясните это для
себя. Попробуйте пропустить этап или
изменить количество каждого
ингредиента , что вы используете.
Только ли живые организмы содержат
ДНК? Попробуйте извлечь ДНК из вещей,
про которые вы думаете, что они не
могут иметь ДНК.
Разное
ЛАБОРАТОРИЯ БИОХАКЕРА
В недавнем интервью гуру компьютерной
индустрии — Билл Гейтс — признался, что если бы
снова был молод, он программировал бы не
компьютеры, а живую материю: «Если вы
хотите изменить мир по-настоящему, следует
начать именно с биологических молекул».
В XXI веке наука — особенно физика, химия, биология — почти никогда
не делается одиночками, хотя подлинно гениальные идеи, конечно.
и
сегодня посещают лишь отдельные светлые головы. Сложность и
стоимость оборудования и проводимых на нём экспериментов достигли такого
уровня, что преодолеть «порог вхождения» в науку, как правило, под
силу только хорошо оснащённым и финансируемым лабораториям. Они же и
продуцируют результаты, которым верит мировая общественность, и к
мнению которых прислушивается администрация разных уровней. Однако
не всем по вкусу мейнстрим — некоторое время назад в молекулярной
биологии стала популярной разновидность «дауншифтинга» с
самопальными домашними лабораториями и генетическими экспериментами «в
свободное время». Нет, имеются в виду не 20 последних лет отечественной
науки — речь идет о так называемых биохакерах. Кто же они, сменившие
оборудованные по последнему слову техники лаборатории и кресла
менеджеров на гаражи с самодельным оборудованием и пробирками?
Говорят, время гениальных одиночек в науке давно прошло — занятие
естественными науками неизбежно влечет за собой сложное оборудование, дорогие
эксперименты и выстроенную инфраструктуру (в случае молекулярной биологии это
бесперебойные поставки реактивов и генетических конструкций, согласованная
работа вивария и т.д.). Само собой, по-настоящему революционные идеи, как и
сто, и тысячу лет назад, продолжают осенять лишь избранные умы, но проверка
гипотезы и доведение исследования до логичного завершения — например, до
хорошей публикации — занятие дорогое и чрезвычайно трудоёмкое, вышедшее далеко
за пределы возможностей учёного-одиночки. (Про «гениальных» самородков
современности1, работающих в лаборатории в личных мраморных особняках в паре с
политическими воротилами, сейчас говорить не будем.)
Итак, биологические исследования проводятся в университетах и НИИ, а также
в коммерческих компаниях биотехнологического и фармацевтического профиля. Но
неужели, чтобы внести вклад в науку независимо от выстроенных академических и
коммерческих структур, нужно обязательно быть нуждающимся только в карандаше
и пачке бумаги математиком, — таким, как знаменитый Григорий Перельман?
Оказывается, в области молекулярной биологии существует движение
энтузиастов , стремящихся проводить свои исследования «вне системы». Это сообщество
независимых ученых-любителей, проводящих эксперименты в самостоятельно
оборудованных домашних лабораториях — кто-то, чтобы проверить свои гениальные
идеи, а кто-то — чисто для собственного удовольствия, как это принято
говорить у компьютерщиков, "just for fun2". Поскольку корни движения «биохакеров»
находятся в Калифорнии, недалеко от Силиконовой долины3, их инициативу часто
называют «гаражным биотехом». Почему гаражным? Конечно, потому, что
американский хай-тек зародился в гараже4, подобно тому, как вся русская литература
второй половины XIX века вышла из гоголевской шинели5!
История биохакеров началась с американского аспиранта-физика Роба Карлсона
(Rob Carlson), резко поменявшего область исследований после защиты
диссертации в Принстонском университете в 1997 году. Случайно в поезде он
разговорился с нобелевским лауреатом Сиднеем Бреннером, который пригласил его заняться
биологией в собственный Институт молекулярных исследований (Беркли, Калифор-
1 Намек на В.И. Петрика — изобретателя «нанофильтров» для очистки воды и госбюджета,
совместно с Грызловым.
2 Ради удовольствия (англ.). Это распространенное выражения, но также название
рассказа Линуса Торвальдса (англ. Just for Fun: The Story of an Accidental
Revolutionary - Рассказ нечаянного революционера) — юмористической биографии создателя ядра
Linux, написанная им в соавторстве с Дэвидом Даймондом.
3 Силиконовая долина (этимологически верный перевод — Кремниевая долина, англ.
Silicon Valley) — южная часть консолидированного метрополитенского статистического
ареала (агломерации-конурбации) Сан-Франциско в штате Калифорния (США), отличающаяся
большой плотностью высокотехнологичных компаний, связанных с разработкой и
производством компьютеров и их составляющих, особенно микропроцессоров, а также программного
обеспечения, устройств мобильной связи, биотехнологии и т. п.
4 Первый удачный персональный компьютер Стив Джобе и Стив Возняк создавали в гараже
Джобса (правда, это был типичный комфортабельный американский гараж) . Так на свет
появилась компания Apple.
5 Ставшая уже сакраментальной, хотя от этого не менее апокрифической, фраза «Все мы
вышли из "Шинели" Гоголя» приписывается то И. С. Тургеневу, то Ф. М. Достоевскому.
Вся русская литература середины и второй половины XIX века, так или иначе, сверяла
свои художественно-эстетические открытия с гоголевской традицией, недаром
ассоциирующейся в ее сознании именно с «Шинелью».
ния) . Осваивая молекулярно-биологические методы в коллективе биологов,
физиков и инженеров, Роб невольно сравнивал передний край биологических
исследований, на котором он оказался, с субкультурой патлатых хакеров-энтузиастов,
за 25 лет до того произведших буквально по соседству революцию в области
персональных компьютеров. Его не отпускала навязчивая идея, что, возможно,
биотехнология, сделай её доступной широким массам любителей и энтузиастов, тоже
породит революцию и даже новую субкультуру «гаражной биологии», тем более,
что большую часть оборудования (б/у, конечно) можно купить с ощутимой скидкой
через интернет.
Лаборатория в гараже. Гараж — колыбель американского хай-тека и
креатива. И хотя машиноместа в России сложно себе представить в
аналогичной роли, продолжим использовать эту метафору для обозначения
подсобного помещения, в котором при желании можно своими руками
соорудить молекулярно-биологическую лабораторию, закупив всё
необходимое на интернет-барахолке (стоимость доставки и таможенные расходы
не включены). Впрочем, энтузиазм не должен идти во вред безопасности
«домашних работ»: следует помнить, что некоторые операции необходимо
выполнять под вытяжкой, даже если такого рода громоздкое
оборудование просто не может стоить дешево.
В своем эссе6 2005 года Карлсон развивает идею любительской науки и её
принципиальной доступности независимым исследователям. Чтобы не быть
голословным, он решил организовать такую лабораторию у себя дома. Для чистоты
эксперимента он не стал ничего тащить из лаборатории, и первое его оборудова-
6 Carlson R. Splice It Yourself. Wired 13.05.2005.
ние было — подержанные микропипетки и центрифуга, купленные на сайте eBay.
Последователей идеи независимого научного поиска оказалось неожиданно много —
профессионалы, ведущие на дому собственный проект, и любители, впервые
взявшиеся за пипетку, начали объединяться в организацию DIY-bio7 (от англ. «Do it
yourself8». Они покупают через интернет б/у и списанное лабораторное
оборудование . Чтобы снизить стоимость «гаражных» лабораторий, биохакеры вынуждены
импровизировать: делать десятидолларовый микроскоп из веб-камеры, переставив
линзу, собирать центрифугу за 80 $ из запчастей, использовать вместо
инкубатора для роста бактерий на 37 °С собственную подмышки, поддерживающие
температуру 37 °С совершенно бесплатно и др. Кое-где в США биохакеры создали
небольшие «центры коллективного пользования», где за небольшую плату можно
пользоваться различным оборудованием, не разоряясь на приобретение оного в
собственность. Кроме того, в Америке и раньше были похожие случаи — например,
если ученый хотел запатентовать что-то независимо от своей компании, он
письменно указывал в качестве места проведения всех исследований личный гараж!
Конечно, большинство отзывается о движении биологов-любителей скептически,
не допуская той мысли, что кому-то дома может понадобиться термоциклер или
центрифуга. В принципе, эти сомнения понятны, да только на ум приходят слова
одного из воротил компьютерного мира конца 1970-х Кеннета Олсона: «Я не знаю,
зачем кому-то дома может понадобиться компьютер». Излишне говорить, что 30
лет спустя его высказывание воспринимается не иначе как прикольный афоризм.
И правда — пока вряд ли стоит всерьез ожидать крупных научных прорывов,
совершенных биологами-самоучками на собственной кухне: гений всё же скорее
склонится к работе в «нормальной» лаборатории, где возможностей для научной
самореализации в любом случае намного больше. Однако здесь важно в первую
очередь другое — это креативное подтверждение хакерских принципов (см. Прим.
1) применительно к современным биологическим исследованиям, а также посев в
души, замутненные килобаксами корпоративных ценностей, стремления к знаниям и
научному образу мысли, совершенствующему моральный облик человека независимо
от конкретной профессии и рода занятий.
В фантазии биохакерам не откажешь: например, Мередит Паттерсон (Meredith
Patterson), программистка из Сан-Франциско, прославилась тем, что создала
светящийся в темноте йогурт, встроив в геном кисломолочных бактерий
флуоресцентный белок. Другие биохакеры занимаются изучением собственного генома, и
даже проводят небольшие клинические исследования в надежде разыскать корни
какого-нибудь заболевания. «Геномный блоггер» Dienekes ошарашил одного
аспиранта, опубликовавшего в интернете свой отсеквенированный геном, отыскав в
последовательности ДНК доказательства его еврейского происхождения и выложив
об этом отчет9. Несколько групп занимаются тем, что пытаются создать формулу
перспективного биотоплива, решившего бы в будущем проблему энергетического
кризиса. Наконец, ещё пара тусовок разрабатывает «опен-сорсные» (от англ.
"open source10") лабораторные приборы, например, такие как ПЦР-машины, делая
их максимально дешёвыми и простыми в обращении, и даже публикуют инструкции
по самостоятельной сборке этих агрегатов. Всё это делает движение биологов-
любителей ближе к народу и повышает популярность этого хобби, столь
непохожего на приземленные и меркантильные увлеченьица большинства людей.
7 http://diybio.org/
8 Сделай сам.
9 http://www.nature.com/news/2010/101215/full/468880a.html
10 Свободно доступный источник (например, программного кода).
OpenPCR11: «опен-сорсный» ДНК-амплификатор. Двое «гаражных
биохакеров» из Калифорнии — Тито Янковски (Tito Jankowski) и Джош Перфетто
(Josh Perfetto) — задались целью выпустить один из самых
распространенных в молекулярно-биологической лаборатории приборов в формате
«сделай сам». Основной идеей была максимально низкая цена аппарата,
состоящего в основном из общедоступных компонентов: фанерный корпус,
блок питания мини-АТХ от компьютера, термоэлемент, простейшая
электроника для подключения к компьютеру. Инструкции по изготовлению,
согласно идеологии открытого доступа к информации, опубликованы в
интернете, так что при особом упорстве можно даже, не покупая набора
«сделай сам», изготовить аналог. Кстати, начальное финансирование
OpenPCR получил через популярный у биохакеров сайт kickstarter12,
предназначенный для сбора денег «всем миром» на всякие креативные
начинания. Заявленную сумму — 6000 $ — проект набрал за 10 дней, а к
концу сборов эти деньги, пожертвованные вдохновленными идеей
пользователями со всего мира, удвоились.
Движение DIY-bio воплощает идею «открытой науки», подразумевающую свободный
обмен информацией, публикациями, материалами и др., и берет начало в 1990-х,
отпочковавшись от концепции open source, относящейся к компьютерным
программам. Среди биохакеров особенно популярна так называемая синтетическая
биология, постулирующая возможность конструирования живых систем из отдельных
генетических блоков (см. Прим. 2), список которых уже даже выкладывают в
интернет13, подобно исходным текстам программного обеспечения. Стоит однако
заметить, что жизнь не очень-то любит, чтобы её конструировали, так что успехи на
этом поприще пока довольно скромны, и сделать что-нибудь сложнее лактозного
оперона учёным пока не удаётся: отдельные «запчасти» слишком сложно устроены
и нелинейны по характеристикам, так что при простом «склеивании» они часто
отказываются работать вместе. Самое существенное достижение синтетической
биологии на сегодняшний день — это химический синтез (просто копирование
того , что и так есть в природе!) полного генома бактерии14, но сделано это было
отнюдь не одиночкой в гараже за две копейки.
11 http://openpcr.org/
12 http://www.kickstarter.com/
13 http://partsregistry.org/Main_Page
14 http://www.jcvi.org/cms/research/projects/first-self-replicating-synthetic-
bacterial-cell/overview/
Вместе с ореолом нездешней футуристической прогрессивности, опен-сорсная
биология унаследовала от синтетической биологии и вериги ужаса перед
биотерроризмом, иногда представляемым средствами массовой информации как наиболее
очевидную стратегию использования знаний в области конструирования жизни.
Мысль о том, что сотни биологов-самоучек выводят в своих траченных ржавчиной
гаражах генно-модифицированных бактерий, стала для ФБР невыносимой, и с 2009
года биохакеров в США. взяли «на карандаш». Несмотря на то, что страхи
чиновников (видимо, связанные с сибирской язвой или чем-то родственным) на
сегодняшний день выглядят совершенно беспочвенными, большинство биохакеров
предпочитает не связываться с силовиками и сотрудничают с ними, обещая сразу же
сообщать «куда следует», если в сообществе станет известно о запуске
действительно подозрительных теневых проектов.
...Спустя пять лет после ухода в «подполье» Карлсон всё ещё убежден, что
любительская биология может произвести революцию. Почти наверняка за истекшее
время он успел бы получить втрое больше результатов, не оставь он лабораторию
в пользу гаража, и получал бы за это зарплату вместо того, чтобы вкладывать
немалые суммы в оборудование своего собственного рабочего пространства.
Однако не всегда поступки человека управляются непосредственной краткосрочной
выгодой, и в случае Роба можно уже заявить — он своим примером всколыхнул души
многих потенциально не равнодушных к науке людей, показав им еще одну
возможность заниматься любимым хобби. И дело здесь даже не только в науке как
таковой : приятно видеть, что увлечения многих людей выходят за рамки того, что
настойчиво насаждается с телеэкранов или журнальных страниц.
К сожалению, в России искреннее увлечение тайнами природы у широких масс не
в почёте, и наши «хакеры» преуспевают скорее в крепкой человеческой дружбе с
чиновниками, отвечающими за распределение государственного финансирования,
употребляемого в результате на проекты, чуть более чем полностью состоящие из
мошенничества и шарлатанства. Но положение вещей не может всегда оставаться
прежним, — так что и у нас настанут времена, когда умения и знания,
инвариантные текущему государственному строю, будут в несравненно большей цене,
нежели самые прочные связи с «нужными людьми».
При написании статьи использовались материалы Nature15.
Примечания:
1. В большинстве случаев в среде, далёкой от компьютеров, хакерами называют
высокотехнологичных хулиганов и преступников, «взламывающих» компьютерные
сети с целью наживы или просто ради спортивного интереса. На самом деле, это не
так; для профессиональных «взломщиков» существует специальный термин: крзке-
ры.
Несмотря на то, что хакеры и сами не могут дать четкого определения своему
имени, аура этого наименования рисует в нашем воображении программиста или
специалиста по «железу» крайне высокого уровня, виртуозно владеющего
предметом и досконально разбирающегося в тонкостях и особенностях работы
компьютерных систем. В более широком смысле, хакер — это эксперт и энтузиаст в любой
технической или научной области, высоко ценящий нестандартное мышление и
способность изящно решать сложные и нетипичные задачи.
Субкультура хакеров выпестовала своеобразный кодекс поведения по отношению
друг к другу и систему ценностей, в которой особое место занимает тяга к зна-
http://www.nature.com/news/2010/101006/full/467650a.html
ниям и способность решать сложнейшие практические задачи. При этом в среде
хакеров принято ценить время и «не изобретать велосипед», делясь своими
достижениями с сообществом и всем миром в виде свободных и/или открытых
программ .
Одними из самых известных хакеров являются Линус Торвальдс — создатель
открытого ядра Linux — и Ричард Столлмэн — основатель концепции свободного
программного обеспечения (open source).
2. Некоторые крупные компании рассылают бесплатные образцы по запросу через
e-mail. Такие компании можно найти поиском в интернете по словосочетанию
«free samples». Есть даже сайты занимающиеся составлением списков адресов для
запроса образцов. Такими «пробниками» могут быть небольшие порции реактивов,
пластиковые пробирки и т.п. Но также можно получить плазмиды и другие вектора
для генетических манипуляций. Вот, например, небольшой список нужных адресов.
http://www.aldevron.com/products/dnas/plasmids/
http://www.canvaxbiotech.com/web/index/samplerequest
http://www.biocellchallenge.com/
http://www.caissonlabs.com/
Следует учесть, что в ряде случаев могут позвонить и спросить чем вы
занимаетесь и для чего вам нужен образец. Это нормально. Будьте уверены, что в
все что вы скажите и ваш адрес занесут в базу данных и может быть начнут
присылать какую-либо информацию.
Разное
УДИВИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЯ
И. В. Дроздова
птицы
Весенние певцы
Дрозд - ранняя перелетная птица, появляющаяся в средней полосе в конце
марта - первой половине апреля. Красивая песня сразу выдает его присутствие.
Поющий самец сидит обычно на верхушке высокого дерева, повернувшись к
потухающей заре, подняв голову и слегка оттопырив перья. Когда птица только начинает
свои трели, песня тиха, но вот дрозд распелся, и его голос крепнет, отчетливо
выделяясь среди голосов других пернатых. Если осторожно подойти к дереву, на
вершине которого сидит певец, его можно хорошо рассмотреть. Спинка у дрозда
оливково-серая, грудка и брюшко желтовато-белые, испещренные треугольными
бурыми пятнышками. В лесу птичьих голосов слышно еще немного. Вот вблизи разда-
ется пение дрозда-белобровика. Первые звуки своей флейтовой переливчатостью
напоминают голос певчего дрозда, однако, затем следует очень веселая песенка,
почти не отличимая от песни обыкновенного чижа, но более громкая и без
типичной для чижа конечной ноты. Белобровик очень красив: для него особенно
характерны охристо-беловатые окологлазничные полосы, густо-ржаво-красные бока и
рыжеватая расцветка нижних частей крыльев.
Неожиданно у ближайшей березы появилась мелкая птичка и неподвижно уселась
на ветке, лишенной листьев. Послышалась серебристая короткая трель. Певунья
как бы захлебывается своей мелодичной песенкой. Окончив ее, птичка быстро
перелетает на соседнее дерево, и снова раздается ее мелодичный голос. Это
малиновка (иначе - зарянка) . Она прилетает к нам очень рано. Первых, еще не
поющих, малиновок можно видеть уже в конце марта. Отличить зарянку от всех
других наших певчих птичек легко. Окраска верхней части туловища у нее оливково-
бурая, лоб, бока головы, шея и зоб - красновато-ржавые.
А это чей короткий свист раздался вдали и тотчас повторился вновь? За ним
послышалось как бы хриплое, отрывистое покашливание, и из-за леса плавно и
быстро вылетела довольно крупная птица с опущенным книзу длинным клювом. Она
пронеслась почти по прямой линии над поляной и скрылась в ближайшем
перелеске . Это «протянул» вальдшнеп - желанная и ценная добыча для страстного
охотника. По своему складу и виду вальдшнеп - настоящий кулик. Его ржавая окраска
с черными волнистыми пестринками хотя и скромна, но красива; она удивительно
подходит к цвету опавшей побуревшей листвы, на общем фоне которой птица
совершенно незаметна. Особенно хороши большие черные глаза и характерный для
вальдшнепа длинный клюв. На конце клюва можно рассмотреть шероховатость в
виде небольших бугорков, покрытых мягкой кожицей. Если у застреленной птицы
вскрыть кожу на конце клюва и рассмотреть его строение под сильной лупой, то
можно заметить между бугорками ямки, к которым подходят мелкие нервы.
Благодаря такому строению клюв вальдшнепа - совершенный орган осязания. Птица
глубоко втыкает его в землю и улавливает малейшие сотрясения, которые создают в
земле червяки и личинки насекомых.
Вальдшнеп.
Пожалуй, тяга - самая замечательная черта вальдшнепа: эти птицы «тянут»
после захода солнца над лесом, издавая особые крики. По существу, эти крики
вполне соответствуют пению птиц весной. Крик вальдшнепа во время тяги состоит
из глухого, гортанного, несколько протяжного «кворк-кворк-кворк» или «кхоог-
кхоог» - «хорканья», как говорят охотники, и довольно громкого свиста -
«цыканья» , звучащего вроде «цси-цси». Утренняя тяга менее продолжительна, чем
вечерняя, она протекает относительно дружно: в сумраке зарождающегося утра
птицы усиленно цикают и хоркают, и весь этот лет длится каких-нибудь 10—15
мин. Вечерняя тяга проходит неравномерно. Обычно после солнечного захода
вслед за первыми двумя-тремя пролетевшими птицами начинается наиболее
интенсивный лет. Это первая фаза - разгар тяги. Далее следует короткий перерыв. И
вот, когда темнеет небо, неожиданно опять раздаются чарующие звуки, вновь
появляются начавшие усиленный лет вальдшнепы. Это - вторая фаза тяги.
В темноте леса то и дело раздается довольно громкий и характерный свист
какой-то птицы. Это свистит воробьиный сычик, в другие времена года обычно
очень молчаливый и незаметный. Воробьиный сычик - одна из оригинальных сов
нашей фауны. Размером он несколько крупнее снегиря, сверху оперение буровато-
серое в белых крапинках, низ - белый, с бурыми продольными пятнами. Несмотря
на малые размеры, воробьиный сычик ловко ловит мышей и даже мелких птичек, по
величине почти равных ему.
В темноте весеннего вечера со стороны далекой лесной поляны доносятся
протяжные звуки. Они то ослабевают, переходя как бы в шепот, то возрастают,
напоминая отдаленный рокот водопада или беспрерывное воркование голубей,
усиливающееся и замирающее в характерном для них ритме. Это - бормотанье токующих
тетеревов. Токующий тетерев бормочет с захватывающим напряжением,
поворачиваясь и вертясь. Иногда это бормотанье длительно, иногда на несколько мгновений
прерывается. Птица сидит смирно и прислушивается, а затем, словно мяч,
подпрыгивает, иногда почти на полметра, и тогда в тишине начавшегося утра
несется «чуф-фыы», «чуфф-фууу...» Если в данной местности тетеревов много, то на
токовище их слетается целое общество. Распустив хвосты, волоча приоткрытые
крылья по земле, наклонив голову, сверкая черноватой синевой оперения и яркой
киноварью бровей, токующие птицы кружатся, поворачиваясь и наскакивая друг на
друга. Столкнувшись, тетерева спесиво надуваются и кланяются, как драчливые
домашние петухи, а затем подпрыгивают, сталкиваясь в воздушном бою, громко
хлопая крыльями, царапая друг друга когтями и ударяя клювами. Нередко к двум
противникам присоединяется третий, четвертый; начинается лихая схватка
азартных и смелых драчунов. Тогда видно только причудливое мельканье то белых, то
черных пятен, слышен треск упругого пера. Тетерки держатся где-либо
поблизости от тока. Иногда одна-две сидят неподалеку на деревьях. Заметив опасность,
маточка быстро вскрикивает и, издав громкое «ко-ко-ко-ко-ко», с треском
взлетает , нередко пугая и увлекая за собой токовиков. У тока много общего с тягой
вальдшнепов и с пением других птиц.
Ближайший родственник тетерева-косача, более крупный глухарь токует совсем
иначе. Для своего тока глухарь выбирает большие моховые болота, поросшие
редкими искривленными соснами и окруженные густым старым бором. Иногда местом
токовища служат сырые низины старого леса, особенно если поблизости находится
широкий овраг, на дне которого струятся и шумят вешние воды. В
противоположность тетереву глухарь токует преимущественно на деревьях, хотя нередко можно
встретить токовика на земле, куда птица часто спускается в конце тока, с
началом рассвета. Характерное пение глухаря слышится еще до зари, когда лес
охвачен неясными сумерками. Песню можно передать звукоподражательно: «тэке-
тэке-тэке-тэке», - и далее: «тэкерррре-цюрси-цюрси-цирси-цирси». Одна песня
следует за другой с короткими перерывами, смолкнувший глухарь прислушивается
к тишине. Во время щелканья он поднимает голову и настороженно озирается
кругом . В эти мгновения птица отлично видит и слышит. В конце песни наступает
очень короткий момент, когда осторожный, обладающий отличным зрением и слухом
глухарь как бы на несколько секунд глохнет и не обращает внимания на
окружающее . Когда глухарь стрекочет, его клюв широко раскрыт, а язык глубоко втянут
в глотку. Щелкает он, лишь приоткрыв клюв; сам щелкающий звук получается с
помощью так называемых голосовых струн, находящихся в его голосовой глотке.
Пение глухаря относительно негромкое: его можно слышать в тихое утро шагов за
200—250 от певца, редко - дальше, тогда как пение тетеревов разносится на 2-3
км.
Глухарь.
Мало кто не видел зяблика - этой привлекательной и заметной птички,
распевающей на ближайшей березе. Зяблик-самец весной в это время года красавец:
оперение лба черное, темя и зашеек аспидно-серые, верхняя часть спины
рыжевато-бурая, средняя часть спины и надхвостье светло-зеленоватые, щеки, горло и
передняя часть шеи светло-ржаво-бурые (этот цвет переходит в винно-красный на
зобе и на груди и в белый - на брюшке), крылья и хвост черно-серые, с
желтоватыми краями. Пение зяблика передать звукоподражанием очень трудно: это
очень громкая, отчетливая, переливчатая трель. Прилетев, птички первое время
только перекликаются: слышится их звонкое «пинк-пинк». Но вскоре раздается
радостная красивая песня, и лес сразу оживает. Чем дольше вступает в свои
права весна, тем азартнее и больше поют зяблики. В это время самцы вступают
иногда между собой в решительные драки.
Обращает на себя внимание своей песней лесной конек (или лесная щеврица).
Его спинка буровато-оливковая, с темно-бурыми пятнами. Во время пения эта
скромно окрашенная птичка становится необыкновенно заметной. Поющий самец
обычно сидит на вершине высокого дерева; начиная прелестную переливчатую
трель своей песни, он, подобно жаворонку, трепещет крылышками и поднимается
довольно высоко в воздух, а затем наискось, планируя на широко расставленных
крыльях, опускается на крону ближайшего дерева, причем песня его постепенно
затихает, переходя в протяжное «тси-а, тси-а, тси-а».
В общем хоре пернатых ярко выделяются певчий дрозд и дрозд-белобровик,
которым вторит своей красивой песней очень похожий на певчего по голосу, но
сильно отличающийся от него по окраске черный дрозд. Оперение самца черного
дрозда сплошь черное, клюв оранжево-желтый, лапы темно-бурые, края век ярко-
желтые , глаза бурые.
В березняке громко и задорно распевают дрозды-рябинники, среди своих
сородичей самые ранние прилетные птицы. Рябинника нетрудно узнать по довольно
пестрой окраске: голова, зашеек и подхвостье у него пепельно-серые, верх спины
и плечи каштаново-бурые, горло и шея ржаво-желтые в продольных черных пятнах,
крылья и хвост черные. Поющие рябинники поднимают сильный шум. Возбужденный
самец, широко распустив хвост, проносится над вершинами деревьев и присажива-
ется, раскачиваясь, на гибкую ветвь: оттуда и слышится его болтливая, полная
задорного стрекотанья песня. Один певец словно старается перекричать другого.
Веселые, несколько нескладные голоса рябинников очень оживляют весенний лес.
Вот из лежащей на обочине кучи прошлогоднего хвороста раздалась громкая и
отчетливая песня, и почти тотчас показалась крошечная птичка, у которой вряд
ли кто-нибудь мог предполагать такой звучный и красивый голос. Это крапивник.
У него такой характерный внешний вид, что, раз увидав, спутать его с какой-
нибудь другой птичкой уже невозможно. Коричневый, с поперечными темными
полосками, самец во время пения постоянно движется. Его короткий хвостик высоко
поднят, а сам он поворачивается то в одну, то в другую сторону, беспрерывно
нагибаясь грудкой вперед, как бы кланяясь направо и налево. Во время пения
крапивник трепещет крылышками, распустив их наполовину. Пропев одну трель, он
с ловкостью мыши скрывается в сухом хворосте и через секунду выскакивает
вновь где-нибудь поблизости, снова начиная свою оригинальную и громкую песню.
В ветвях ближайшей ели копошатся мелкие синицы - гаички и раздается их
протяжное «з-з-з», прерываемое звонким писком. Этих маленьких подвижных птичек
легко узнать по тускло-черным шапочкам и серым с буроватым оттенком спинкам.
Когда синичка перелетает с ветки на ветку, видно ее белое брюшко и черные
пятна на горле.
Среди стайки гаичек легко заметить хохлатых синиц - типичных обитателей
хвойного леса. Эта птичка удивительно миловидна благодаря своему острому
высокому хохолку, который она то опускает, то поднимает. У хохлатой синички
(иначе - гренадера) верхняя сторона тела рыжевато-буро-серая, низ беловато-
серый, перья хохолка черные с белыми оторочками, щеки ярко-белые.
Крупнее других певчих птиц большая синица, очень яркая по своей окраске и
обладающая громким, звонким голосом: ее «пинк-пинк, тар-ра-рах» весело
нарушает тишину старого леса. Эта синичка резко отличается от своих сородичей
оливково-зеленой спинкой и серо-желтым низом. По середине ее брюшка и горла
проходит черная полоса с синеватым отливом. Щеки у нее белые.
С вершины старого дерева доносится красивое басовое воркование дикого
голубя-витютня, звучащее вроде «куу-у, ку-рру-у». Витютень очень красив: голова,
зашеек и горло винно-голубого цвета, верхние части спины и крыльев серо-
голубые, низ спины светло-голубой, зоб и грудь красно-серые, нижняя часть шеи
блестящая, зеленовато-металлического тона с ярким белым пятном. Когда птица
летит, ясно видна белесая поперечная перевязь на темном фоне раскрытого
веером хвоста; обращают на себя внимание белые пятна на каждом крыле (у других
голубей нашей фауны крылья по окраске одноцветные).
Витютень (вяхирь).
Вдали послышались какие-то птичьи голоса, напоминающие скрип ведра,
раскачиваемого ветром на коромысле. Вскоре показываются и сами обладатели голосов
- это снегири. Их парочка ярко выделяется на темной хвое елок. Обратите
внимание, как резко отличается самец по своей окраске от самки. Во всем животном
мире разница полов - явление крайне распространенное, причем обычно самцы
ярче и красивее самок. Самца-снегиря сразу отличишь от самки по кирпично-
красной нижней части туловища: у самки низ буровато-серый.
Вот через ближайшую поляну пролетела стайка каких-то мелких птичек и
рассыпалась на верхних ветвях старой ели. Скоро послышалось бойкое и задорное
пение . Да это чижи! Эту птичку легко узнать по окраске: шапочка на голове
черная, верх спины и плечи желто-зеленые с темными продольными черточками, горло
и грудь оливково-желтые, брюшко и нижняя часть груди белые, бока брюшка с
темными продольными полосками, хвостовые перья желтые с черными кончиками, на
оливково-желтоватых крыльях черные поперечные полосы. Чиж - одна из самых
симпатичных и веселых птичек, живущих у нас весь год и совершающих зимой
перекочевки. Песню чижа легко передать: начинаясь задорным красивым щебетаньем,
она становится затем мелодичнее и протяжнее, а концовка - что-то вроде «тиу-
тиу-ти-тэээ».
Прислушайтесь: на старой ели долбит кору дятел; отдельные удары прерываются
громким, резким криком: «кик-кик-кик!». Это большой пестрый дятел. Его тело
очень красиво окрашено смесью черного и белого цветов, У старого самца на
задней части затылка бросается в глаза кирпично-красная поперечная полоса, а
подхвостье более интенсивного кирпичного оттенка. Весной наблюдать большого
пестрого дятла чрезвычайно интересно: в то время как все птицы выражают свое
радостное настроение звонким пением, он делает это иначе. Забравшись
несколькими отрывистыми цепкими движениями на сухой сук, эта подвижная птица как бы
застывает в молчаливом ожидании. Затем дятел с невероятной быстротой много
раз ударяет клювом по сухому дереву - видно только, как мелькает в воздухе
его голова, и слышится громкий протяжный звук, напоминающий скрип большого
сухого сука, раскачиваемого ветром.
Видите, с ближайшей сосны упала сверху шишка? За ней - другая, и вдруг
посыпался целый град шишек: это хозяйничают наверху клесты-еловики. В апреле
они держатся уже целыми выводками, так как гнездятся удивительно рано: самцы
начинают ухаживать за самками в январе, гнездование при нормальных условиях
приходится на март, а в половине апреля можно уже видеть летных молодых
клестов. Самая удивительная особенность клеста - его искривленный клюв, в
котором надклювие и подклювие резко перекрещиваются; при таком клещеобразном
устройстве клюва клест достает семена из сосновой или еловой шишки очень легко.
Сорвав клювом шишку, он усаживается на ветку, прижимает к ней шишку пальцами
одной лапы, поворачивая верхушками пластинок кверху, и, быстро работая
клювом, ловко вылущивает ее, не ломая чешуи. Шишки с отвернутыми чешуйками,
лишенные семян, падают на землю.
Весной в старых смешанных лесах с большим преобладанием хвойных пород можно
услышать звонкий красивый крик, похожий на «гиак-гиак-гиак», то затихающий,
то возобновляющийся с еще большей силой. Это кричит подорлик-самец. У него
широкие и относительно тупые концы крыльев, а также, что особенно приметно,
очень короткий веерообразный хвост. Подорлика легко узнать по одному
типичному признаку: его лапы оперены вплоть до самых пальцев; кажется, будто на ноги
надеты штаны из перьев. Характерный крик подорлика и его разнообразные трели
звучат ранней весной целыми днями. Кричащий самец поднимается иногда на
большую высоту, где кружится, кувыркаясь в воздухе, взмывая все выше и выше и
теряясь на ярком фоне весеннего неба. Затем он совершенно неожиданно бросается
к сидящей на высокой сосне самке. Сложив могучие крылья, с сильным свистом
несется подорлик вниз; отдельные крики на этот раз сливаются в протяжный
стон, звучащий то тише, от громче прежнего...
Малый подорлик.
В конце апреля птиц видно и слышно гораздо больше, чем в первые дни весны.
Как красиво звучит кукованье только недавно появившейся кукушки! Ее нетрудно
узнать не только по характерному крику, но и по внешности. У этой птицы,
длина которой достигает 40 см, пепельно-серая спинка и беловатый низ с
черноватыми поперечными волнистыми полосками. Без устали поющий самец усаживается на
дерево и начинает свое кукованье громким и характерным хохотом «у-у-у-хе-хе-
хе», за которым следует обычное «ку-ку», прерываемое иногда особым, несколько
хрипловатым и сдавленным криком, похожим на заглушённый хохот («хо-хо-хо»)
или протяжный стон. Во время крика кукушка все время поворачивается то в
одну, то в другую сторону. Крылья у нее полураскрыты, а хвост, расправленный
веером, то поднимается, то опускается.
Весной особенно оживляется березовый лес. Отовсюду слышится пение красивых
пеночек. Среди них заметна пеночка-трещотка, маленькая птичка с оливково-
зеленоватой спинкой, снежно-белым брюшком и яркой желтой бровкой - полоской
над каждым глазом. Пеночка все время движется, перепрыгивая с ветки на ветку
и перелетая на другие деревья. На мгновение птичка усаживается спокойно, и
тогда раздается ее характерная трель: «ти-ти-ти-тюррр», после чего она снова
перелетает и, иногда трепеща крыльями в воздухе, ловит попавшееся ей
насекомое . Еще мелодичнее, но тише голос другой пеночки - веснички, которая тоже
очень оживляет весенний лес. Однако особенно интересно поет пеночка-
теньковка. В противоположность трещотке и весничке эта птичка обитает в
высокоствольных смешанных лесах с большей примесью хвойных деревьев. Ее голос
некоторые сравнивают со звоном маленьких колокольчиков. Теньковка поет, весело
перепрыгивая с ветки на ветку и придерживаясь главным образом верхушек
высоких деревьев.
Оживленно поют горихвостки, которых легко узнать по очень красивой окраске.
Голова старого самца синевато-серая с черной окологлазничной полосой, спинка
буроватая, а хвост и нижняя часть туловища красно-оранжевые. Горихвостка
выделяется и своими характерными повадками. Оживленная, веселая птичка особым
образом встряхивает хвостом, издавая при этом типичный призывный крик -
мелодичное «фюит-фюит», который прерывается звонкой песенкой.
Птичка чечевица (красный воробей) прилетает в конце апреля. Вскоре самцы
чечевицы, которых легко узнать по ярко-карминным головке и грудке, розовому
брюшку и буровато-серой спинке, начинают свои песенки, звучащие как
отчетливое «тю-ити-тви-тю». Чечевицы часто встречаются на старых, уже начинающих за-
растать лесосеках. Поющие самцы обычно сидят на сухой ветке или верхушке
одиноко стоящего дерева.
Славки - одни из лучших лесных певунов. Среди них особенно выделяется своей
песней черноголовая славка. У самца этой птички серо-оливковый тон спины,
бледно-серое брюшко и черная шапочка на голове (у самки шапочка коричневая).
Эта птичка ведет себя во время пения совершенно иначе, чем пеночки. Пеночки
беспрерывно перепрыгивают с места на место, поворачиваясь в разные стороны, а
Черноголовка спокойно сидит на сучке высокого дерева. Окончив свои мелодичные
трели, она спускается за кормом и через несколько минут, взлетев на верхнюю
ветвь дерева, опять начинает пение.
Этот обзор лесных пернатых певунов был бы неполным без лучшего певца наших
лесов - соловья. Многострофные, словно отчеканенные, песни соловьев раздаются
в мае как днем, так и ночью. Особенно рьяно поют эти прекрасные, скромно
окрашенные певцы на зорях и в тихие лунные ночи. Соловей любит придерживаться
лесных низин, мелколесья и кустарников, прилегающих к водоемам - прудам и
речкам. Поющего соловья увидеть не просто, так как он относительно редко
усаживается на обнаженных ветвях, а сидит, мало приметный для посторонних
взоров, где-нибудь среди кустарников. Каждый соловей занимает свой гнездовый
участок, и его любовная песня - это не только выражение весеннего
возбуждения, но и сигнал, указывающий, что данное место занято. Самки соловьев
прилетают ночью и на несколько дней позднее самцов. Таким образом соловьиная песня
служит одновременно и призывом подруге, прибывшей на северную родину.
Соловей.
В мае прилет птиц заканчивается появлением самых поздних видов. Яркая
иволга, обитательница высокого березового леса, дает знать о своем прибытии
звучным, похожим на флейту, свистом. Окраска самца иволги очень красива: голова,
спина и брюшко ярко-золотисто-желтого цвета, оттененного бархатисто-черными
крыльями, на которых мелькают белые полоски-зеркальца; хвостовые перья черные
с желтыми концами. Самка окрашена скромнее самца: ее спинка и голова оливко-
во-зеленоватые, брюшко белесое с серо-желтоватым оттенком и продольными
темными штрихами. Весной самцы кричат очень усиленно, вступая между собой в
драки. В это время, подражая свисту иволги, можно издалека приманить к себе
обычно осторожного самца. Драчливый самец охотно летит на голос мнимого
соперника. Насколько красив мелодичный свист иволги, настолько неприятен ее
протяжный и пронзительный крик «квэ-вээ», издаваемый и самцом, и самкой при
тревоге или призыве.
Весной одновременно с иволгой прилетает замечательно красивая голубая сизо-
воронка. У нее рыжая спинка и темно-синие крылья, размером она с голубя.
Интересно наблюдать, как самцы поднимаются высоко в небо с громкими, резкими
криками: «рак-рак-рак» - и вдруг почти вертикально спускаются, кувыркаясь в
воздухе, блестя своим ярким пером и громко крича: «ракер-ракер-ракер».
Наконец, позднее всех показываются стрижи. Они прилетают в середине мая,
обычно внезапно. Стриж - один из самых лучших летунов, следить за
стремительным полетом стайки стрижей, несущихся с красивым громким свистом, - большое
удовольствие. В воздухе стриж недосягаем; только соколу-чеглоку изредка
удается поймать какого-нибудь молодого, неопытного стрижа.
Птицы-мастерицы
Вскоре после прилета птицы принимаются за постройку гнезда. Сравнительно
просто устраивает свое гнездо лесной конек: оно помещается прямо на земле, в
небольшом углублении, часто около древесного ствола или просто у кочки с
травяной порослью.
На земле гнездится и очень распространенная у нас овсянка. Гнездо у этой
птички построено аккуратнее, чем у лесного конька.
В лесном кустарнике, на небольших полянах можно натолкнуться на гнездо
славки-черноголовки. Эта птичка выдает себя особым тревожным криком «кэк-кэк»
и перепрыгивает с ветки на ветку около нарушителя своего спокойствия. Гнездо
она строит невысоко над землей, сплетая его из сухих крепких травинок и
выкладывая внутри более нежными травинками, конским волосом и мягкими
перышками.
Нетрудно отыскать также гнездо чечевицы. Свою гнездовую постройку,
сделанную из тонких веточек и травинок, чечевица помещает в густом кустарнике,
часто среди елок. Полная кладка содержит 3-5 яиц. Их основной фон - нежный
зеленовато-голубой, а по нему разбросаны мелкие черно-бурые пестринки, образующие
на тупом конце яйца иногда довольно заметный венчик.
Сравнительно легко найти гнезда различных дроздов. Само гнездо у них
гораздо крупнее, чем у славок, причем эта разница сказывается и в характере
постройки. Здесь травинки, мелкие веточки и более нежный материал из мха крепко
переплетены и сцементированы бурой глиной. Гнездо устраивается
преимущественно на небольших елках на высоте 2-3 м от земли. Окраска яиц - нежно-
голубовато-зеленая с рядом темных пятен и точек, скученных у тупого конца.
Птицы громким криком и беспокойным поведением выдают свое присутствие и
приходят в особое смятение при приближении чужака к самому гнезду.
Гнездо дрозда
Гнездо зяблика сплетено из тончайших прутиков, корешков, зеленого мха,
различных лишайников. Птичка, видимо, употребляет все усилия, чтобы сделать
постройку незаметной, и, надо сказать, достигает этого. Обычно гнездо с внешней
стороны тщательно опутано лишайником, взятым с того дерева, на котором оно
построено, или покрыто кусочками коры. Лоток, отделанный внутри особенно
нежным материалом, глубок, и гнездо имеет форму чашки.
В искусстве и тщательности построения гнезда зябликам мало уступают и даже
часто их превосходят разные пеночки. Очень интересно гнездо пеночки-
пересмешки, которое обычно расположено на березе и с удивительным умением
замаскировано снаружи березовой корой, делающей его почти незаметным. Другие
пеночки строят свои гнезда иначе. У пеночки-теньковки гнездо почти всегда
спрятано на земле и сплетено бывает целиком из зеленого мха, а внутри
выложено нежными травинками и перышками. Гнездо примечательно тем, что входное
отверстие у него сбоку, и, следовательно, имеется крыша, защищающая постройку
сверху. Все это делает гнездо похожим на зеленую моховую кочку, и найти его
удается, только если осторожно обыскать место, откуда вылетела птичка. Иногда
пеночка строит гнездо на молодых елочках и мелких кустах.
Проще, прямо на земле, устраивает свое незатейливое гнездо обыкновенная
овсянка. Где-нибудь на лесной полянке, близ опушки, спугнутая самочка улетает
из-под ног1 и обнаруживает спрятанное в траве гнездышко.
Также на земле, среди травы, в тени, на фоне опавшей прошлогодней листвы,
тщательно скрывая от врагов - кошек и лесных хищников, - вьет свое гнездо
соловей. Кладка, содержащая от трех до шести яиц, своеобразна. Яйца однотонной
темно-коричневой окраски, удивительно подходящей к фону прошлогодней
побуревшей листвы лещины и дуба. Как самка, так и самец проявляют большое
беспокойство, когда приближаешься к гнезду, особенно если в нем уже сидят молодые
птенчики. Тогда можно слышать крики соловьев, звучащие как резкое «и-и-и»,
чередующееся с резким трещащим «р-р-р». В этих звуках слышится возбуждение и
тревога.
Один из лучших строителей гнезд - крошечный крапивник. Гнездо этой птички
очень велико по сравнению с ее размерами, у него шарообразная форма и круглое
маленькое боковое отверстие. Материал для постройки - мельчайшие травинки,
мох и лишайники. Обширный, крытый сверху лоток выложен особенно мягкими и
нежными слоями мха и пуха.
Гнездо крапивника
Очень искусное гнездо строит долгохвостая синица. Оно помещается на
деревьях между двумя ветвями. Форма гнезда шаровидная или яйцевидная, леток
расположен в верхней части гнезда и окружен коротким сводом вроде трубки. Материал
для постройки - мягкий зеленый мох, лишайники, части коконов. Изнутри в
стенки ловко вплетены перья, шерсть. Часто внутренней гнездовой выстилкой служат
исключительно перья вальдшнепа.
Своеобразно строит гнездо иволга. Она приступает к его устройству вскоре
после прилета, в начале мая. Обычно гнездо помещается на различной высоте, на
концевых разветвлениях длинного сука. Если же природный развилок недостаточно
пригоден, то птица сама загибает одну из ветвей, привязывая ее пенькой или
обрывком коры к другой ветви.
Многие птицы гнездятся прямо в расщелинах или дуплах деревьев. В этом
случае строительство гнезда упрощается, а в качестве материала используются
травинки и пух, которые укладываются на слой гнилой сердцевины дерева и служат
подстилкой для насиживающей самки.
Из воробьиных птичек в дуплах обитают многие синички, горихвостка и
лазающая по коре деревьев пищуха - ее легко отличить от других мелких птичек по
длинному, тонкому, загнутому серпом, клюву.
В дуплах гнездится поползень, на первый взгляд напоминающий крошечного
дятла, но резко отличающийся от него и принадлежащий к воробьиным птицам.
Поползня легко узнать по громкому, отчетливому крику, а также по его
голубовато-серой спинке, белому брюшку и каштановому цвету боков.
Все дятловые птицы, к которым относятся, кроме различных видов настоящих
дятлов, сизоворонки и красивые хохлатые удоды, также гнездятся
преимущественно в дуплах старых, сухих деревьев.
Гнезда большинства хищников построены из грубого материала, в состав
которого входят прутья и ветви деревьев, и в них почти полностью отсутствует
лоток, что делает самую форму гнезда плоской. Однако верхняя часть гнезда
обычно выложена более мягким материалом из лишайника, мха и тонких, нежных
прутиков . Как правило, гнезда расположены близ ствола дерева.
Глухари, тетерева, рябчики и вальдшнепы гнездятся прямо на земле, скрывая
свою незатейливую гнездовую постройку где-нибудь в ямке между расходящимися
корнями старого дерева, в густом подлеске или под валежником.
МОРСКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ
Что мы знаем
о дельфинах
«Отношения между человеком и животным
всегда окрашены таинственностью. Разделяющая
их пропасть кажется непреодолимой...»
Филипп Кусто
На протяжении веков судьбы человека и дельфина переплелись каким-то
таинственным, почти мистическим образом. Культ дельфина существовал еще в древнем
мире. Его образ служил символом императорской и даже божественной власти, про
это животное слагали легенды, его именем называли города. Самое древнее
изображение дельфина встречается на античных монетах из города Тарента,
отчеканенных в III в. до н. э.: на них Тарас - мифический основатель города,
оседлав дельфина, мчится по волнам. Хотя, конечно же, это млекопитающее появилось
в природной среде намного раньше. Трудно поверить, но когда-то предки
современных морских млекопитающих были вполне земными, то есть жили, охотились и
размножались на суше, а передвигались на четырех конечностях. Около 70 млн.
лет назад прародители китообразных покинули сушу, оставив в наследство своим
потомкам лишь многокамерный желудок и некоторые черты, типичные для наземных
позвоночных. Остатки самых древних китообразных, найденные в слоях морских
отложений, свидетельствуют о том, что приблизительно 35 млн. лет назад, в
период эоцена, это были уже вполне сформировавшиеся морские млекопитающие с
типично китовой формой черепа, скелета и всего тела, а также развитыми
передними конечностями, задние же исчезли вообще. Главным органом их передвижения
стал мощный хвостовой плавник. Они научились погружаться на 300—500 м и
задерживать дыхание на 20 мин. По данным палеонтологии все основные виды китов
и дельфинов сформировались приблизительно 20 млн. лет назад.
Дельфины по своей сообразительности, вероятно, занимают место где-то между
собакой и обезьяной, притом ближе к последней. Относятся эти китообразные к
большой семье (точнее - подотряду) зубатых китов и живут в просторах всего
Мирового океана, включая даже озера и реки Южной Америки и Азии. Существует
до полусотни видов дельфинов, из них в морях России водится 15 видов, у нас
промысел дельфинов запрещен, 5 видов внесены в Красную книгу России. Самый
крупный из всех дельфинов - касатка, а наиболее известный - афалина: это тот
самый дельфин, который радует нас в аквапарках и дельфинариях своими
головокружительными трюками. Помимо того, что афалина встречается практически во
всех океанах и морях, за исключением холодных, она еще и самая неприхотливая
из дельфиновых: легко приживается в неволе и легко меняет среду обитания.
В своей среде дельфиновые - существа иерархические. Живут они большими
семьями, точнее - семействами, в которые входят представители нескольких
поколений. Обычно во главе семьи стоит старший самец, которого сопровождают две
самки или более, затем следуют взрослые детеныши, а замыкает семейство
молодняк текущего сезона.
Однако, к примеру, у арктических белух «институт брака» поддерживается в
ином порядке: взрослые самцы приходят только на период размножения, в
остальное же время во главе стада стоит старая самка, и с ней остаются дочери,
внучки, правнучки - и так с десяток поколений, а также молодые самцы - до
момента достижения половой зрелости. Парадокс белух заключается и в том, что
родятся они темными, и лишь с возрастом меняют окраску: из абсолютно темных
становятся серыми, затем голубыми и, наконец, белыми.
Размножаются дельфины ежегодно. Беременность у различных видов протекает от
десяти до шестнадцати месяцев. Роды происходят под водой, а первый свой
дыхательный акт новорожденный совершает в момент выныривания на поверхность. В
семье отношение к родившей мамаше довольно трепетное. Самки окружают ее с
боков, иногда и снизу, чтобы оказать малышу помощь, если он будет не в
состоянии двигаться сам, или чтобы защитить его от нападения хищников. Ведь на не-
котором расстоянии за стаей дельфинов обычно следуют их вечные спутники,
хладнокровные убийцы - акулы, в расчете на отставших больных или раненых
животных .
Акулы, пожалуй, имеют перед дельфинами единственное преимущество: огромную
пасть и острые зубы, способные не только разрывать тела жертв, но и рассекать
кости. У дельфинов есть свои сильные стороны. Помимо развитого мозга и умения
действовать коллективно эти животные обладают исключительной способностью -
резко вертикально подниматься в толще воды, что дает им шанс для маневра и
внезапной атаки. Впрочем, представление о смертельной вражде этих
представителей морской фауны, возможно, сильно преувеличено. В океанариумах
наблюдались случаи вполне мирного сосуществования дельфинов и акул. Да и среди
миролюбивых дельфинов есть свой агрессор - касатка, с достаточно красноречивым
прозвищем «кит-убийца».
Касатка - самая крупная из дельфиновых. Особи достигают от 7 до 10 м, а их
спинной плавник может превосходить рост человека. Встреча со стремительно
движущейся стаей касаток, ритмично разрезающих водное пространство своими
гибкими, сильными телами в черно-белом камуфляже, не сулит ничего хорошего
морским обитателям, будь то акула, кальмар, морской слон или даже
превосходящий их по размеру кит. Причем кит умирает мучительнее других, не в силах
противостоять касаткам в одиночку. А они нападают сообща, и челюсти их постраш-
нее акульих, атака же беспощадна и молниеносна. Однако свирепый норов касаток
не распространяется на человека, с которым они достаточно легко идут на
контакт . Филипп Кусто рассказывал о касатке, содержавшейся в маринариуме
Ванкувера (Канада) в конце 1960-х гг. Необычна история ее появления там. Одному
канадскому скульптору поступил заказ на изготовление статуи касатки. Ему
понадобилась модель, и он решил убить подходящее для этого животное. После
нескольких месяцев охоты ему удалось загарпунить касатку, но когда наступил
момент нанести последний удар, рука его дрогнула. Доставив жертву в маринариум,
скульптор вылечил ее пенициллином, дал имя Моби Долл, но что самое
удивительное - завоевал ее привязанность. Моби Долл стала знаменитостью.
Касатки превосходят своих сородичей не только размерами и силой, но и умом.
Они хорошо уживаются в неволе и легко обучаются. Теперь в различных марина-
риумах касатки выступают перед публикой: выпрыгивают из воды во весь рост,
подают голос, берут рыбу изо рта дрессировщика. Директор акванариума Сиэтла
(США.) был первым, кто имел возможность убедиться в безопасности касатки для
человека: однажды во время кормежки животное вместе с рыбой втянуло в свою
пасть ногу тренера, но тут же вытолкнуло ее обратно.
Одна из наиболее интересных особенностей дельфинов - их способ общения.
Между собой эти млекопитающие «переговариваются» с помощью сигналов высокой
частоты, производя множество различных звуков, похожих на свист, лай,
мяуканье, вой, щебет птиц, взрыв, и других, соответствующих сигналам страха,
беспокойства или бедствия. Помимо своего прямого назначения, звуковые сигналы
используются дельфинами еще и для ориентирования в окружающей среде, то есть
в некотором смысле служат «акустическими глазами». Известно, что некоторые
виды китообразных видят одинаково хорошо и под водой, и на поверхности.
Однако долгое время оставался нерешенным вопрос, как эти животные ориентируются в
условиях плохой видимости, к примеру, в мутной воде тропических рек или
ночью. Тем более что речные дельфины Южной Америки вообще практически слепы. В
ходе экспериментов ученые пришли к поразительному выводу: у китообразных
имеется своеобразный природный гидролокатор, в котором тесно связаны передающий
и приемный механизмы. На практике это выглядит так: ультразвук, отраженный от
вогнутой поверхности черепа, попадает на расположенную впереди жировую
подушку. Там сигналы фокусируются в виде звукового пучка, который проецируется на
объект. Генерируемые в голове дельфинов ультразвуки хорошо отражаются от
любых предметов. Воспринимается же отраженный звук с высокой точностью в виде
эха органами слуха, сообщая, где друг, где опасность или пища. К примеру, в
проделанных исследователями опытах дельфины отличали разные виды рыб, шары
различного диаметра и фактуры, а также другие предметы. Причем здесь ученых
ожидал новый сюрприз. Выяснилось, что поскольку у китообразных наружное ухо
отсутствует, акустический сигнал воспринимается ими через нижнюю челюсть,
которая вплотную подходит к ушной области и в задней части имеет очень тонкие
наружные стенки. Этот участок назвали «акустическим окном» для прохождения
звука.
Существует мнение, что благодаря эхолокатору дельфины могут даже как бы
смотреть друг в друга и определять взаимное эмоциональное состояние.
Природный же феномен заключается в том, что эти морские животные видят ушами,
слышат челюстями, а разговаривают ноздрей и макушкой. По всей видимости, именно
эхолокация, будучи главным способом ориентации и получения информации об
окружающем в океане, сыграла огромную роль в развитии мозга дельфиновых: для
переработки поступающих сигналов им понадобился высокоразвитый мозг. По
форме, размеру и количеству извилин мозг дельфинов напоминает человеческий, а
вес и число клеток в коре больших полушарий, к примеру, у афалины, даже
больше, чем у людей. Именно эта особенность мозга породила огромное количество
гипотез о почти человеческом разуме дельфина. Некоторые физиологи после ряда
опытов выдвинули предположение, что именно дельфин будет первым живым
существом на планете, которое вступит с человеком в разумный контакт. Идея
прозвучала фантастично, но, тем не менее, она не выглядела безосновательной. Ведь
дельфины всегда проявляли к человеку особый интерес. Существует масса
примеров, когда дельфины помогали пловцам в чрезвычайных ситуациях добраться до
берега или защищали их от акул. С давних пор они снискали любовь человека,
помогая ему при рыбной ловле. Еще во II в. римский писатель Элиан Клавдий
поведал об этом миру в своем произведении «О природе животных». А выглядело это
примерно так: в темноте рыбаки зажигали огни, на которые шла рыба, а за рыбой
плыли дельфины. Заблокированная таким образом между лодками и дельфинами рыба
становилась легкой добычей. Ее поражали острогой, и по закону охоты часть
улова отдавали помощникам - дельфинам. Если история с ловлей рыбы понятна -
животное инстинктивно преследует добычу, идущую на свет, то как все-таки
объяснить помощь людям в экстремальной ситуации? Эксперты склонны рассматривать
такие «поступки» как обычный безусловный рефлекс. Так дельфины действуют с
новорожденными или когда помогают ослабевшему сородичу, оказавшемуся в
бедственном положении. Причем в неволе наблюдались случаи, когда дельфины
«спасали» уже мертвого соплеменника в течение нескольких дней. Остается неясным,
почему дельфины, спасая человека, выталкивают его именно к берегу. Обычно
говорят так: «Пока никто и никогда не видел и даже не слышал, чтобы дельфин
толкал кого-то обратно в океан». Широко известен один факт: во время Второй
мировой войны сбитым американским летчикам буквально пришлось удирать от
дельфина, который проявлял невиданный энтузиазм, толкая их плот в сторону
берега , оккупированного японскими войсками.
Пределы умственных возможностей китообразных для нас до сих пор загадка.
Американские биологи Д. Браун и К. Норрис, наблюдая за поведением дельфинов в
калифорнийском океанариуме, были свидетелями следующей сцены. Две афалины
тщетно пытались вытащить мурену, спрятавшуюся в расщелине каменистого дна
резервуара. Вскоре один из дельфинов, отплыв в сторону, убил скорпену,
обладающую ядовитыми колючками, вернулся с этой рыбой и сунул ее в убежище. Уколотая
мурена покинула убежище и была поймана афалиной. Если расценивать эту
удивительную изобретательность дельфинов как осмысленное действие, становится
непонятным, почему они не проявляют элементарной сообразительности, когда их
ловят. К примеру, попав в кошельковый невод, дельфины мечутся в нем в поисках
выхода и не догадываются перепрыгнуть через край сетки, чтобы оказаться на
воле. На Черном море в вольерах из капроновой сети дельфины живут месяцами, и
не было случая, чтобы они уходили с помощью прыжка - разумеется, если не были
обучены этому специально. Доктор Луис Герман, профессор Гавайского
университета, работая с двумя подопечными (занятия в основном были связаны со слухом,
зрением, обонянием и интеллектом), добился немалых успехов. Наиболее
волнующим было сравнительно быстрое усваивание этими морскими обитателями двенадца-
тисловного звукового языка. Дельфины явно понимали простые предложения:
«Принеси мяч» - или, к примеру: «Потрогай кольцо». Подобные опыты проводились и в
других местах. Результаты позволили сделать вывод, что чередующиеся сигналы
китообразных напоминают обмен информацией с помощью речи. В условиях
эксперимента дельфины обменивались звуками поочередно: когда один свистел или
крякал , другой слушал, и наоборот. Более того, оказалось, что дельфины одного и
того же вида, живущие в разных частях Мирового океана, могут понимать друг
друга. И еще - дельфинам с легкостью удавалось запоминать слова человека и
подражать им. Все это и натолкнуло ученых на мысль о существовании у
дельфинов настоящего языка как системы обмена абстрактной информацией. Однако язык
заключает в себе возможность выражать мысли, используя символы-слова в
надлежащем синтаксисе, - барьер, который дельфинам так и не удалось преодолеть.
Правда, было высказано предположение, что основная трудность на пути
межвидового общения человека и дельфина - психологический барьер, а не сложность
расшифровки языка, но эту «дверь» в лабиринте мироздания человеку еще
предстоит найти.
Вздымая фонтаны
Прошлое кита чрезвычайно темное. Известно лишь, что несколько ранее 100
млн. лет назад некие небольшие четвероногие сухопутные животные претерпели
ряд быстрых эволюционных изменений. За 50 млн. лет - с геологической точки
зрения срок незначительный - они научились плавать и производить на свет
детенышей, начинавших плавать, едва они оставляли материнское чрево. 20 млн.
лет назад эти животные утратили уши и задние ноги; тело их приобрело торпедо-
образную форму, у них появился хвост, похожий на рыбий, они лишились
волосяного покрова, а ноздри сместились к верхней части головы. Тот факт, что киты
приобрели рыбообразную форму, свидетельствует о конвергентности эволюции -
процессе, когда две группы разных, не связанных родством животных в ходе
приспособления к одинаковым условиям приобретают одинаковые внешние формы.
Эмбрион кита в материнской утробе повторяет этот процесс. К тому времени, когда
эмбрион достигает величины около 4 см, у него исчезают все внешние следы
задних ног. Передние его ноги вначале напоминают руки человеческого зародыша.
Затем кости плеча и предплечья в значительной степени укорачиваются и
расплющиваются, но конечные суставы, или «пальцы», сохраняются. У одних видов
китов, например у кашалотов, имеются все пять пальцев, у других - у синего кита
и у горбача - недостает большого пальца.
(Человек)
(Кит)
Все пальцы огромной китовой «кисти» заключены в мускулистую оболочку,
образующую короткий плоский плавник обтекаемой формы. Эти плавники служат китам,
как грудные плавники рыбам, в качестве стабилизатора и руля. Двигателем
является мощный хвост, в котором, как писал американский писатель Герман Мелвилл
в своем романе «Моби Дик», «словно бы сосредоточена вся безмерная сила кита».
В нем же заключено наибольшее внешнее различие между рыбой и китом. Хвост у
рыбы расположен вертикально, а у кита горизонтально. Рыба движется с помощью
волнообразных колебаний всего тела, ударяя хвостом из стороны в сторону, а
кит - благодаря движениям хвоста вверх и вниз. Во время вертикального
перемещения хвоста его широкие плоские лопасти изменяют степень наклона, или угол
атаки, отталкиваясь от воды, и тем самым двигают животное вперед. «Изгибы
этого хвоста, - писал Мелвилл, - неизменно исполнены необыкновенного
изящества».
Огромный, длиной свыше 20 м, полосатик ударяет своими «хвостовыми крыльями»
1-2 раза в секунду, развивая крейсерскую скорость около 12 узлов. Дельфинам
достаточно сделать всего 3-4 удара в секунду, чтобы не отстать от судна,
делающего 16 узлов. По-видимому, такая скорость близка к наивысшей для
дельфинов и морских свиней, хотя на первый взгляд кажется, что эти мелкие зубатые
киты развивают большую скорость, когда, резвясь, плывут рядом с кораблем и
перепрыгивают через волны, образуемые его форштевнем. Руководствуясь такими
наблюдениями, ученые и моряки долгое время и впрямь считали, что дельфины
плавают быстрее, чем теоретически позволяет их мускульная сила. Количество
работы, производимое одним мышечным волокном, приблизительно одинаково у всех
здоровых существ, будь то человек, тигр или кит. Поэтому можно вычислить
мощность, развиваемую животным, измерив совокупность его мускулатуры. Когда
ученые внесли эту цифру наряду с другими данными в свои формулы, они установили,
что дельфин не может двигаться со скоростью больше 12—16 узлов. Четыре вида
испытаний по определению скорости этих животных, проведенных учеными
Калифорнийского университета, подтвердили, что это их наибольшая скорость. Кроме
того, испытания эти убедительно доказали, что у дельфинов такая же мощность на
единицу веса их тела, как и у атлетов, и что при передвижении эта мощность
используется на 85%. Гладкая поверхность тела кита и идеально обтекаемые его
обводы отчасти объясняются наличием толстой подкожной жировой прослойки,
которая служит как бы внешней оболочкой животного. Наружная часть кожного
покрова содержит губчатый слой, придающий эластичность поверхности всего тела.
Пытаясь объяснить кажущиеся сверхскорости дельфинов, ученые выдвинули
гипотезу, что поверхность их тела совершает волнообразные изгибы, соответствующие
волнам в воде, обтекающей тело. Они полагают, что поверхность тела животного
изменяет свою форму одновременно с изменениями давления окружающей его воды.
Люди надеются, что им удастся использовать секрет дельфинов при постройке
судов, торпед и подводных лодок. Доктор Макс Крамер, немец по происхождению,
один из основоположников гидродинамики китов, предложил покрывать подводные
лодки эластичной резиново-пластиковой оболочкой для увеличения их скорости.
Американская резиновая компания («Раббер компани») проводила опыты с
резиновым покрытием под названием «ламинфло» для корпусов скоростных моторных
лодок.
Военно-морские министерства и другие военные и гражданские ведомства разных
стран не жалеют денег на изучение китов, потому что в течение своего
эволюционного развития, продолжавшегося 100 млн. лет, эти животные разрешили для
себя ряд проблем, остающихся для человечества загадкой. Например, каким образом
китам удается задерживать дыхание на такой длительный срок, нырять так
глубоко и всплывать с такой быстротой? Дельфины обычно остаются под водой от 1,5
до 7 мин, а по крайней мере, один из видов этих животных достигает глубины
свыше 120 м. Тюлени Уэдделла погружаются в студеные воды Антарктики на глуби-
ну до 450 м и в течение 28 мин ловят себе на обед рыбу. Кашалоты (Моби Дик
тоже был кашалотом) опускаются на глубину 1000 м, где иногда остаются,
охотясь за кальмарами, до полутора часов. Киты-бутылконосы, достигающие в длину
10 м, могут находиться под водой два часа. По словам доктора Пера Шоландера,
киты могут позволить себе это благодаря своеобразному регулятору жизненных
процессов. Поток крови, содержащей жизненно важный кислород, не подается в
органы, которые какое-то время могут обойтись без него, а поступает в те
органы, которым он наиболее необходим. Как только кит или тюлень начинает
погружаться, биение сердца у него ощутимо замедляется. Кровеносные сосуды,
идущие к ластам, хвостовым мышцам и иным тканям, сжимаются до минимума и
практически прекращают подачу крови. Сэкономленный драгоценный кислород подается в
мозг и сердце - органы, которым труднее всего без него обходиться. Все это
позволяет китам быстро погружаться на значительные глубины.
А как происходит всплытие? Если водолаз или кессонный рабочий станет
подниматься с такой же скоростью, что и кит, его тело сведет судорога, и он может
погибнуть. Азот и другие газы, растворившиеся у него в крови под высоким
давлением, начнут выделяться в виде пузырьков, как только давление станет быстро
уменьшаться. Происходит то же самое, что и при откупоривании бутылки содовой.
Пузырьки эти образуются в крови, сердце, тканях ныряльщика, вызывая
мучительные судороги, а иногда и смерть. У китов при быстром всплытии подобной
проблемы не возникает, потому что они в отличие от водолазов и кессонных рабочих
не дышат сжатым воздухом. При использовании такого воздуха постоянно подаются
новые порции азота, а под высоким давлением азот сильнее поглощается кровью.
Киты же вдыхают лишь ограниченное количество воздуха, находящегося под
обычным давлением, поэтому азота они поглощают немного. Кроме того, как полагают
некоторые зоологи, пенообразное, жирное вещество в дыхательном горле кита
впитывает азот, препятствуя его проникновению в кровь; но это еще
окончательно не доказано. Лишенный притока свежего воздуха, ныряющий кит получает
энергию для приведения своих мышц в движение за счет метаболического процесса,
при котором не потребляется кислород. В ходе такого процесса организм
испытывает кислородное голодание, которое должно быть ликвидировано при всплытии.
Всплывая после длительного пребывания под водой, кит дышит, словно бегун,
закончивший дистанцию. Такое учащенное дыхание китобои называют «продувкой».
При «продувке» из дыхала, находящегося на верхней части головы кита,
вырывается фонтан мельчайших брызг. Но это не морская вода, как считают некоторые,
а струя конденсированного пара, выдыхаемого китом. Она сильно отдает запахом
рыбы и содержит небольшое количество воды, попадающей в верхнюю часть дыхала.
Водяные пары теплого выдыхаемого воздуха конденсируются при столкновении с
более холодным наружным воздухом. Подобно тому, как в холодную погоду человек
видит свое дыхание в виде пара, так и струя, бьющая из дыхала кита, в
полярных районах становится более заметной. Однако она заметна и в тропиках -
очевидно, потому что вырывается под давлением и расширяется очень быстро, а
такого рода расширение сопровождается охлаждением. Зачастую стадо китов
всплывает и начинает дружно, как один, отдуваться. Если ветер не слишком силен, то
можно определить вид кита по фонтану. У японских китов он двойной, V-
образный. У синих китов и полосатиков одна высокая вертикальная струя, у
кашалотов она несколько наклонена вперед. Кашалоты и японские киты, так же как
серые киты и горбачи, имеют обыкновение, перед тем как нырнуть, подбрасывать
хвост в воздух. Гренландские киты, прежде чем уйти в глубь, с минуту
помахивают хвостом как бы в виде приветствия. Возможно, это происходит из-за того,
что толстый слой легкого жира в какой-то степени затрудняет им погружение.
Мелвилл писал: «Это покачивание хвостом - пожалуй, самый значительный жест во
всей живой природе. Этот гигантский хвост из бездонной пучины словно бы
пытается ухватиться за столь же бездонные небеса».
Почему киты
выбрасываются
на берег?
Средства массовой информации не раз сообщали о гибели китов, выбросившихся
на песчаные отмели. Вряд ли можно серьезно предположить, что животные в
порыве отчаяния решили свести счеты с жизнью, хотя такие утверждения появлялись в
печати. Вероятнее другая версия: киты случайно выбрасываются на берег,
спасаясь от преследования врагов. Недавно была выдвинута еще одна гипотеза, вполне
заслуживающая внимания: животные гибнут, теряя способность ориентироваться в
пространстве с помощью своего эхолокационного аппарата.
Известно, что китообразные издают сигналы и воспринимают отраженное эхо,
пользуясь этим как для связи друг с другом, так и для ориентации. С помощью
эхолокации китообразные находят пищу, обследуют препятствие, определяют
расстояние до дна, близость берега. Легко предположить, что произойдет, если
эхолокационная система кита выйдет из строя. Вот поэтому такой интерес
вызвало сообщение английских исследователей, обнаруживших в воздушных мешках
черепов выбросившихся на пляж дельфинов нематод (это было в мае 1973 г.).
Нематоды - паразиты, которые, поселившись в другом организме и живя за его счет,
могут вызвать более или менее тяжелые функциональные расстройства этого
организма. В ноябре 1973 г. аналогичное сообщение поступило от американских
исследователей. Воздушные мешки и внутренние уши всех выбросившихся на берег
зубатых китов, за исключением двух малышей, были буквально забиты нематодами.
Желудки же погибших китов оказались пустыми. По-видимому, поражение системы
эхолокации этих животных было настолько велико, что они уже не могли ни
добывать себе корм, ни двигаться в правильном направлении. То, что киты
оставались в группе, позволяет предположить, что они не потеряли слух полностью и
могли общаться между собой. Конечно, эти факты еще не доказательство.
Гипотеза нуждается в проверке, и лишь после подтверждения ее лабораторными
экспериментами можно будет сказать, что в «самоубийстве» китов нет ничего
таинственного : это результат выведения из строя их великолепного эхолокационного
аппарата.
«ДИСКОТЕКИ»
ВСЕЙ ПЛАНЕТЫ
У каждой эпохи
свой темп,
свой ритм
Однообразный и медленный ход громоздких старинных часов составляет резкий
контраст со стремительным перестуком современных электронных хронометров.
Недаром нам иногда кажется, что в прошлом время двигалось медленнее, чем
сейчас, ведь ценность времени определяется, прежде всего, тем содержанием,
которым наполняет его человек. Время призывает к четкости, экономичности,
целесообразной организации режима труда и быта - иными словами, к ритмичности.
Исследование механизмов «живых часов» тесно связано с познанием особенностей
биологического времени. Биологическое время, как и всякое другое время в
истории, природе и обществе, обладает уникальным свойством необратимости. Есть
только «теперь», но пока еще нет «завтра» и уже нет «вчера»; каждый миг мы
уже не те, что были, и еще не те, что будем некоторое время спустя. Уже в
древности существовали различные мнения относительно природы времени. «Все
течет, все изменяется», - восклицал Гераклит. Напротив, Парменид утверждал,
что время не возникает и не пропадает. Его не было в прошлом и оно не
существует в будущем, ибо оно только в настоящем. «Без перерыва, одно», - заключил
он. Проблемой биологического времени заинтересовались не только биологи. Нор-
берт Винер, основатель кибернетики, подчеркивал в начале 1960-х годов, что
главные проблемы биологии связаны с организацией биосистемы во времени и
пространстве . Не обошли вниманием эту проблему и поэты, демонстрируя в своих
стихах слияние жизни и творчества с ходом времени.
Время - важнейшее условие жизненных процессов. Значение временных
соотношений особенно ярко проявляется в эволюционном (филогенетическом) и
индивидуальном (онтогенетическом) развитии организмов. Здесь время выступает в
качестве реально действующего фактора. Так, для эволюции первобытного человека
потребовались многие миллионы лет - то есть не только труд, но и время
формировало человека. Поскольку любой биологический процесс имеет ту или иную
продолжительность, отсчет времени живым организмом приобретает особую
значимость . Конечно, масштаб измерений различен в зависимости от уровня
организации живой материи. Если в эволюционном плане речь идет о миллионах лет, то в
онтогенезе (индивидуальном развитии эволюционного организма) важны дни или
годы, а для молекулярного уровня жизненных процессов основной мерой отсчета
будут доли секунды. По И.П. Павлову, отсчет времени свойствен каждому
элементу нервной системы, и время, текущее вне нас, может стать условным
раздражителем. Здесь особое внимание нужно обратить на развитие и угасание нервных
процессов, протекающих с математической точностью и поэтому способных служить
временны2ми ориентирами. Считается, что восприятие времени обеспечивают
конкретные участки правого полушария головного мозга. Причем «отслеживание»
времени осуществляется сразу в нескольких вариантах и с помощью различных
механизмов . Кроме того, мы способны отсчитывать различные интервалы времени.
Например, вряд ли кто в обычной обстановке может принять минуту за 1 ч, а
неделю - за месяц или год. Чувство времени связано с биоритмологической
организацией и исключительно важно для живых существ при взаимодействии с окружающей
средой. Наверное, важнее, чем даже ориентация в пространстве. Впрочем,
рассматривать раздельно время и пространство нельзя. Простой пример. Если,
столкнувшись с опасностью, мы можем в пространстве повернуть, скажем,
отступить от края пропасти, то во времени этого сделать невозможно, ибо нельзя не
сделать того, что уже сделано, например нельзя в одно и то же мгновение шаг-
нуть в пропасть и выпрыгнуть из нее. Поэтому, чтобы не ошибиться в своих
действиях во времени, в нашем организме и должны быть его счетчики -
биологические часы.
В процессе эволюции должны были выработаться не только биологические часы,
но и способность предсказания изменений внешней среды. В основе такой
прогностической функции лежит чувство ритма. В самом деле, почему петухи заливаются
«от» и «до», почему пчелы прилетают на цветущее поле точно к моменту
раскрытия бутонов медоносных растений, почему, наконец, эти растения начинают
раскрывать лепестки своих цветов и выделять одурманивающий запах четко в одно и
то же время? Да потому, что ритмы живых существ согласованы с ритмикой
природы. Или почему мы стремимся обедать в одно и то же время? Потому что
ритмически работает наш желудок, другие органы пищеварения, и к моменту приема пищи
они «настраиваются» соответствующим образом: готовят желудочный сок, желчь,
пищеварительные ферменты. Ритмичность работы организма тесно связана с
колебаниями энергетических процессов, причем это свойство присуще как растениям,
так и животным. Отсюда и универсальность ритмики живого, ее прогностическая
направленность. Однако отдельные особи в силу врожденных причин или случайных
обстоятельств по-разному ощущают время и реагируют на его течение. Иначе
говоря , существуют индивидуальные особенности восприятия временных периодов.
Биоритмы без секретов.
Анатомия биоритма
Биологическим ритмом называют равномерное чередование во времени различных
состояний организма, биологических процессов или явлений. Но не всякое
повторяющееся явление может быть названо биоритмом. Биоритм - это
самоподдерживающийся и в определенной мере автономный процесс. Скажем, листья мимозы
складываются при прикосновении к ним руки человека. Биоритм ли это? Нет, поскольку
такое движение не несет в себе ритмичности и вызвано внешней непериодической
(случайной) причиной. Но такое же свертывание листьев чувствительного к свету
растения на ночь и их раскрытие днем под действием внешнего зволюционно
закрепленного фактора - солнечного света - уже биоритм, поскольку движение
листьев может продолжаться некоторое время и без влияния света, в полной
темноте .
Истинными биологическими ритмами являются только те колебания, которые
обнаруживаются и при отсутствии периодических датчиков времени во внешней
среде. Такие ритмы называют эндогенными (от греч. endon - внутри), так как они
возникают под действием внутренних причин. Типичный их пример - ритмы дыхания
человека (16 дыханий в минуту в среднем) и сердцебиения (70 ударов в минуту в
среднем).
Если системы обнаруживают периодический характер изменений только в связи с
реакциями на циклически действующие раздражители внешней среды, то это ритмы
экзогенные («экзо» - греч. снаружи, вне). Характерными их примерами служат
многие суточные, многодневные, месячные и годовые циклы в биосфере. Так,
процесс фотосинтеза начинается с восходом Солнца и останавливается с
наступлением темноты.
Экзогенные ритмы не всегда можно отличить от эндогенных. Некоторые истинные
ритмы в постоянных условиях внешней среды при отсутствии датчиков времени
постепенно затухают. Напротив, ритмы, вызванные внешними причинами, и после
устранения этих причин некоторое время продолжают существовать, подобно
эндогенным ритмам. По длительности периода биоритмы делят на несколько категорий.
Названия ритмов образованы от латинских слов: «цирка» - около; «диес» - день;
«ультра» - сверх, выше; «инфра» - ниже; «септем» - семь; «аннус» - год; «три-
гинти» - тридцать и т. д. Частица «цирка» означает, что данная
классификационная группа включает в себя некоторый диапазон частот вблизи того или иного
основного периода. Правильно говорить «циркадианныи ритм», но в биоритмологии
чаще употребляется более короткий простой термин - «циркадный». Наиболее
известны и изучены так называемые циркадные, или околосуточные, биологические
ритмы с периодом в 24 ч. Ярко выражены у некоторых обитателей моря
«приливные» ритмы продолжительностью в среднем 12,8 ч, «лунные» - с периодом 28 дней
и «полулунные» - 14—15 дней.
Есть еще «сезонные», или «окологодичные», ритмы, связанные с обращением
нашей планеты вокруг Солнца, например летние, а также многолетние,
обусловленные влиянием соответствующего цикла солнечной активности. Ученые выделяют
ритмы с подобными колебаниями в особую группу так называемых экологических
ритмов, связанных с космическими (астрономическими) причинами. Если в
растительном и животном мире ведущую, а часто и единственную роль играют такие
синхронизаторы ритмов, как чередование освещения, температуры, часы
кормления, и тому подобные, то для человека большое значение имеет трудовая
деятельность, обладающая нередко собственной периодичностью. «Привязка»
собственных циклов к экзогенным (синхронизация) характерна практически для всех
ритмов.
Синхронизаторами, или внешними датчиками времени для живых организмов,
могут быть не только геофизические, но и биологические, в том числе
физиологические процессы. Например, ритмика гормональных изменений, обусловливающих
овуляционный цикл, синхронизирует ритмы активности и настроения женщины.
Значит, синхронизаторами биологических ритмов могут быть не только циклы внешней
среды, но и внутренние факторы. Замечено, что изоляция от внешних датчиков
времени переносится с затруднениями. У большинства людей в условиях свободно
текущего времени, а тем более в одиночестве возникает ряд отклонений
физиологического и психологического состояния. Наступает так называемая десинхрони-
зация, в частности, нарушается согласованность между ритмами вегетативных
функций, чередование сна и бодрствования, двигательной активности и
стремления к покою и др. В специальных экспериментах у людей, надолго лишенных есте-
ственных датчиков времени, 24-часовой ритм перестраивается на свободно
текущий. Быстрее всего на новый ритм переходят такие ритмические процессы, как
сон, бодрствование, двигательная активность и поведение; заметно труднее
перестраиваются функции вегетативной нервной системы: так, частота сердечных
сокращений и дыхания, температура тела, работа почек и обмен веществ в
большинстве случаев остаются стабильными даже при длительной изоляции от датчиков
времени.
Музы и биоритмы
Еще Платон считал, что ритм и гармония особенно трогают душу. Аристотель
также связывал ритм и эмоциональное состояние человека, говоря, что ритм и
мелодия содержат в себе отображение гнева и кротости, мужества и умеренности,
а также нравственных качеств. Все виды искусства своими ритмическими
построениями воздействуют на психическое состояние, впечатляют, вызывают
определенные эмоции и создают соответствующее настроение, стимулируя тем самым
развитие творческих возможностей человека. Музыкальный ритм есть соразмерность
звуков во времени, характеризующаяся особой их стройностью и
последовательностью чередования. Никакая мелодия не может существовать без ритма. Мы
понимаем музыку как особую ритмическую организацию, которой присущи благозвучность,
выразительность. Именно благодаря ритмическим приемам меняется рисунок
музыки, создаются определенные музыкальные образы. Музыка - истинно ритмический
раздражитель. И ее значение для жизни человека возрастает с каждым днем.
Музыка воздействует на самочувствие, настроение и, следовательно, на
здоровье человека. Взять хотя бы маршевую музыку, особенно военные марши. Все они
настроены на поднятие боевого духа, размеренность походного шага (120 шагов в
минуту). Совсем по-иному звучат ритмы похоронного марша. Резко отличаются от
них ритмы колыбельных песен: мягкие и протяжные, настраивающие ребенка на
сон.
Танец - древнейший вид искусства. Под стук палок и дробные звуки барабана
первобытные люди совершали ритмичные движения головой, туловищем, ногами и
руками. Со временем телодвижения в такт ритмичным звукам превратились в риту-
ал, сопровождающий или завершающий каждое значительное событие. Обрастая
деталями , ритуальные движения становились все пластичнее и выразительнее. Но
нас интересуют ритмы искусства не сами по себе, а в связи с
психофизиологической ритмикой труда и жизни.
Трудовые ритмы возникли в процессе осознанного и активного соприкосновения
человека с природой. Люди приспосабливались к циклам окружающей среды, к
ритмам собственного организма, чтобы меньше уставать. Недаром великий Гете
говорил, что ритм усиливает связи человека с действительностью. Чтобы уловить
поэтический или музыкальный ритм, необходимы движения или двигательные
ощущения. Как тут не вспомнить знаменитое высказывание великого русского физиолога
И.М. Сеченова: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой
деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению - ритмичному движению.
Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят
за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви,
создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге - везде окончательным
фактом является мышечное движение».
Хорошо согласуются ритмы художественной речи и дыхания, характер которых в
свою очередь обусловлен эмоциональным состоянием человека. Это прекрасно
знают ораторы, лекторы, чтецы стихов и певцы. Даже писатель, строя фразу,
вкладывает в нее ту напряженность и структуру слова, которая наилучшим образом
отражает ритмику событий. Флобер говорил, что плохо написанная фраза стесняет
грудь, мешает биению сердца; что хороша та фраза, которая отвечает ритму
дыхания. Есть ли прямые или хотя бы косвенные свидетельства зависимости ритма
поэтических произведений от биоритмов?
Индивидуальность ритмической организации личности автора (психики и свойств
характера), по-видимому, накладывает свой отпечаток на ритмическую структуру
создаваемых им произведений. Вот, например, особенности работы двух
современников - В. Маяковского и С. Есенина. Контраст в построении их поэтической
речи может быть связан не только с характером социального мировоззрения,
деталями биографии этих поэтов, но и с ритмическим настроем личности каждого из
них. Даже скудные сведения об организации поэтической работы Маяковского и
Есенина говорят, что их хронологические особенности могли наложить
соответствующий отпечаток на структуру и ритм стиха. Маяковский любил «делать» свои
стихи днем, во время ходьбы, подчиняя их ритм ритму марша, тогда как Есенин
обычно творил в одиночестве, нередко ночью. Современники, близко знавшие
поэта , недоумевали, когда он успевал работать. Ночные мотивы появились уже в
стихах раннего Есенина, и эту особенность творчества нельзя не связать с
последующим неблагоприятным течением жизни поэта. Сергей Александрович был
типичным представителем «вечернего» типа биоритмиков - «сов». А вот Владимир
Владимирович больше подходил к «жаворонкам».
Существует понятие «единица стихотворного ритма». Эта единица диктуется
психофизиологическим восприятием звука. Эксперименты показали, что когда
период оказывается короче 0,1 с, то слух не фиксирует повторов, речевой поток
кажется непрерывным. При величине, превышающей 10 с, периодичность также
теряется. Следовательно, в диапазоне между этими показателями и лежит единица
стихотворного ритма - стихотворная строка. Время произнесения каждой строки
обычно не превышает 5 с, что оптимально для восприятия смысла и гармонии слов
нашим слухом, нашим сознанием.
Сущность ритма - упорядоченность во времени ритмичных форм движения. Однако
изучение аномалий ритма, например аритмии сердца, дает нам для понимания его
природы не меньше, чем изучение самих ритмических состояний. Исследователи
утверждают, что люди по-разному воспринимают один и тот же ритм. Он может
быть и безжизненно монотонным, и сигналом для тончайших переживаний, стимулом
эмоциональных реакций, и одним из организующих моментов творческого процесса.
Подчас мы воспринимаем нарушение ритма исключительно остро, что
свидетельствует о глубокой связи психоэмоциональной структуры личности с ритмикой
окружающей среды. Как вздрагиваем мы иногда, услышав резкий звонок или
настойчивый стук в дверь! Тот же неожиданный звонок или стук, но в другом ритме, в
иной «тональности», не производит на нас такого неприятного впечатления. Речь
в данном случае идет не о громкости звонка или стука. Стук может быть даже не
громким, а осторожным, вкрадчивым, но он будит тревогу. И в основе этого
скорее не ритм, а аритмичность. Именно негармоничность звука настораживает,
заставляет нас ожидать чего-то непредвиденного. Такие внешние раздражители
вызывают ошибку, сбой ритмического настроения психики и других биоритмических
структур.
«Совы» и «жаворонки»
Физиологи труда уже давно установили: работоспособность человека за сутки
меняется таким образом, что наивысшая активность приходится на утренние часы
- с 10 до 12 и на послеобеденное время - с 16 до 18 ч. Около 14 ч обычно
происходит спад работоспособности. Отмечается спад и в вечернее время. Эти
наблюдения касаются преимущественно той категории работающих, которые постоянно
трудятся днем. Однако существует большая группа людей, работоспособность
которых возрастает вечером или даже ночью. В отличие от людей утреннего типа
работоспособности - «жаворонков», их именуют «совами».
Делением людей на типы ученые занимаются со времен Аристотеля и Теофраста.
В своей книге «Ритмы жизни» В.А. Доскин и Н.А. Лаврентьева приводят
классификацию, разработанную немецким врачом Лампертом. В одну группу Ламперт
объединил людей с медленной и слабой реакцией, спокойных и рассудительных, отчасти
инертных, которые не спешат делать выводы и стараются хорошо их обосновать.
Среди них немало педантов и систематиков. Они склонны к логике, математике,
обобщениям. Это люди долга. Работать они предпочитают по вечерам; во время
болезни температура повышается у них постепенно, выздоравливают они медленно.
Таковы были Цезарь, Карл XII, Кант, Шопенгауэр. Говорят, что Бальзак любил
работать ночами. Ночная тишина способствовала творчеству Моцарта, который,
например, написал знаменитую увертюру к «Дон Жуану» в одну ночь. К ночным
размышлениям был склонен и Менделеев.
Во второй группе оказались люди, сильно и быстро реагирующие на внешние
воздействия. Это энтузиасты, творцы новых идей. В науке они открывают новые
пути, оставляя разработку деталей первой группе. Температура у них
подскакивает и падает, диктуя резкие перемены и в общем состоянии. Они любят работать
утром, быстро устают, но и быстро восстанавливают силы. Такие люди
предрасположены к базедовой болезни, ревматизму, подагре, диабету, ожирению,
гипертонии и обычно очень чувствительны к переменам погоды. Утренние часы посвящал
работе Лев Толстой. Наполеон с восходом солнца всегда был на ногах.
Классификация эта, если не считать ее медицинской части, создана не без
влияния немецкого физика и химика Оствальда, который разделил всех ученых на
классиков и романтиков. Первые - это маститые ученые, досконально изучившие
все, что было сделано в их области; они методичны и последовательны,
логически развивают новое на основе старого. Прекрасные экспериментаторы, эти
ученые уверенно поднимаются по ступеням познания. Они однолюбы; смена объекта
исследования для них болезненна.
Романтики тоже знают много, но их знания шире; они интересуются областями
далекими друг от друга. Это развивает воображение, и новая идея часто
приходит к ним благодаря неожиданной ассоциации. Экспериментируют они смелее
классиков . Романтики - это непоседы, им ничего не стоит перейти от одной области
науки к другой.
Ламперт и Оствальд говорят почти одними словами. Классики тяготеют к
«совам», романтики - к «жаворонкам». Не будем забывать, однако, что в мире
преобладают смешанные типы, и в классификациях обрисованы лишь полюсы. Разве
похожи чем-нибудь, кроме раннего вставания, на романтиков и даже на
«жаворонков» Лев Толстой и Наполеон? Представляете ли вы себе Наполеона, избегающего
конфликтов, или Петра I, толкующего с Меньшиковым о пошатнувшемся здоровье? А
царь тоже был «жаворонок», в 6 ч утра уже дымил трубкой и строчил указы либо
собирал очередной фрегат.
Рождаются ли люди «совами» и «жаворонками», передаются ли эти свойства по
наследству или формируются на протяжении жизни? В начале прошлого века в
Германии было замечено, что младенцы в семьях пекарей просыпаются раньше, чем в
семьях владельцев гостиниц. Однако есть люди, которые в молодости были
«совами», а в зрелые годы без особых на то оснований перестроились и стали
«жаворонками». Правда, эти превращения ничего не доказывают, так же как, впрочем,
и привычка пекарских и гостиничных младенцев, которые, может быть, просто
быстро подлаживались к царящей в доме обстановке. Все это, в конце концов, не
так уж важно, ведь классических «жаворонков» и «сов» не так много, и с
половиной из них, а именно с «жаворонками», никаких особых хлопот нет. Да и с
«совами» можно найти выход из положения.
Во многих странах для служащих введено свободное расписание. Все служащие
обязаны присутствовать на работе четыре часа в середине дня; остальные четыре
часа человек может отработать в любое удобное для него время, хоть ночью.
Введение индивидуальных графиков облегчает работу транспорта в часы пик, в
высотных зданиях не создаются пробки у лифтов, родители получают возможность
больше бывать с детьми, а молодежь выгадывает лишнее время на учебу и спорт.
Каково статистическое распределение любителей ночной и утренней работы?
Расчеты специалистов показывают, что только у половины населения можно
установить четкое преобладание того или иного времени трудоспособности. Другая
половина живет, подчиняясь, в основном, социальным ритмам, то есть работает
хорошо тогда, когда это требуется.
Предполагают, что различия в уровнях работоспособности появились уже у
очень древних наших предков. Некоторым из них поручалось ночное наблюдение за
стадом, охрана его от ночного нападения зверей, уход за детьми. Рано утром,
когда «совы» впадали в дремотное состояние, хорошо выспавшиеся «жаворонки»
бодро направлялись на охоту, готовили еду и совершали множество других
необходимых дел. Эти времена давно прошли.
Тем не менее «совы» и «жаворонки» существуют и в наши дни, что реально
отражает статистика. Например, по данным немецких биоритмологов, среди тех 50%
людей, у которых выражена циркадная ритмика деловой активности, 35% относятся
к «вечернему» типу и только 15% - к «утреннему». Наибольшее число
«жаворонков» встречается среди рабочих и служащих, а среди представителей творческих
профессий преобладают черты «вечернего» склада деятельности.
Чем важны подобные наблюдения и выводы? А тем, что у этих генетически
различных особей популяции различный порог возбудимости в разное время суток,
что должно учитываться в эргономике - науке, изучающей трудовые процессы с
целью создания оптимальных условий труда. Например, наименее адаптируются
(приспосабливаются) к работе в разных сменах люди с «утренним» типом
биоритмов. По данным биоритмологов, 25% студентов предпочитают для работы утро, а
более 30% - вечер или даже ночь, тогда как 45% трудится относительно
равномерно на всем протяжении бодрствования. Эту последнюю категорию людей биорит-
мологи условно назвали «голубями».
Исследователи попытались найти объяснение разницы в состоянии
физиологических функций организма у «сов» и «жаворонков». Изучение таких физиологических
функций, как частота пульса, температура тела, артериальное давление,
мышечная сила и работоспособность, выявило существенные их различия у лиц разного
типа. У людей «утреннего склада» максимальные показатели основных функций
наблюдались в первой половине дня, причем этому предшествовала ранняя
подготовка организма к деятельности: уже к 6 ч утра их организм был «настроен» на
интенсивную работу. Напротив, у «сов» в эти ранние часы организм еще как бы
спал, и «пробуждение» его физиологических функций было сдвинуто на более
позднее время. Отсюда и заторможенность, которая сказывается на самочувствии,
трудоспособности, настроении. Представителям того и другого биоритмического
типа работалось значительно легче на гребне функциональной волны.
Но если существуют достаточно уверенные оценки различий состояния разных
групп людей, то должны быть и какие-то различия в показателях их здоровья,
общественной и других видов активности. В этом плане чрезвычайно показательны
отношения биоритмов и режима питания людей. Потребность в пище возникает и
убывает ритмически. Даже если человек проводит длительное голодание, у него в
определенной мере все же сохраняется ритм основных физиологических функций, в
том числе энергетического баланса. В то же время на ритм питания и связанный
с ним ритм обмена веществ, конечно, влияет режим приема пищи. Если, например,
человек ест только один раз в день, у него меняется суточный ход таких
физиологических показателей, как температура тела, выведение электролитов с мочой
и т. п.
Со времени первых опытов с искусственными фистулами слюнных желез и
желудка, позволяющих непосредственно следить за их функцией, накопилось множество
свидетельств суточного режима работы органов пищеварения. Установлено, что на
протяжении суток меняется не только количество, но и качество выделяемых
секретов, в том числе кислотность желудочного сока и состав пищеварительных
ферментов . Но вопрос надо ставить иначе - не организм должен приспособиться к
режиму питания человека, хотя это происходит повседневно, а человеку
необходимо учитывать естественные ритмы своего организма, циклические изменения
потребностей в питательных веществах. То есть ритм питания диктуется
внутренними потребностями организма, а не наоборот. Иными словами, необходим
индивидуальный подход к режиму питания в соответствии с биоритмологической структурой
организма. Некоторые ученые, например, уже пришли к мнению, что
заключительная часть известного правила: «Завтрак съешь сам, обед раздели с товарищами,
а ужин отдай врагу» верна только для аритмиков и «жаворонков», а «совам» она
отнюдь не подходит. Им, может быть, даже вредно оставлять себя без
дополнительного питания вечером, когда у них намечается повышенный расход энергии. А
верен ли тезис «завтрак съешь сам...»? Как показали специальные исследования,
люди с «утренней» организацией ритмики охотно завтракают сразу же после сна,
тогда как при «вечернем» типе ритмики потребность в завтраке, как правило,
сдвигается на более позднее время. Если представители первой группы
предпочитают плотный завтрак и охотно съедают утром горячее блюдо, скажем, котлету с
гарниром или даже тарелку супа, то во второй группе преобладают люди,
ограничивающиеся бутербродом и чашкой чая или кофе. Многое, конечно, зависит от
семейных особенностей, местных традиций, социально-бытовых установок. Если
завтракают в большинстве случаев дома или в общежитии, то обед работающего или
учащегося, как правило, зависит от организации питания в городе, в институте,
школе. Одни пользуются столовой и кафе, а другие, если есть возможность,
предпочитают перекусить (выпить чай с бутербродом и т. п.) на рабочем месте.
Это экономнее, быстрее, а иногда и вкуснее, чем в столовой.
От режима питания и его соответствия ритмическим потребностям организма, в
том числе согласованности с индивидуальными ритмами, зависит состояние
органов пищеварения. На изжогу, боли в животе, отрыжку и иные, по выражению
врачей, диспепсические явления чаще жалуются те, кто особенно грубо нарушает
режим питания и приводит его в полное несоответствие своим ритмам. Здесь обычно
больше лиц «вечернего» типа ритмики. Биоритмические особенности организма
учитываются в терапии. В частности, предложен метод диетотерапии язвы желудка
и двенадцатиперстной кишки. Он заключается в том, чтобы, учитывая особенности
ритмики пищеварения, давать оптимальную диету не только по составу пищи, но и
по времени ее приема индивидуально для разных категорий больных. В частности,
таким больным по назначению врача можно питаться не только днем, но и ночью,
что приводит к более быстрому рубцеванию язвы.
Ваше самочувствие
Формой проявления жизненной гармонии у древних китайцев считалось
взаимодействие и борьба противоположностей, или «полярность сил», ян-инь. Движение
и покой, активное и пассивное, внешнее и внутреннее, темное и светлое,
мужское и женское, здоровье и болезнь и так далее - две стороны одного предмета,
явления природы. Во взаимодействии и взаимоотрицании, в борьбе
противоположностей видели выдающиеся мыслители древности реальную основу всего
существующего. Внутренняя борьба этих сил (саморазвитие!), приводящая в движение мир,
и есть форма проявления жизненной энергии. Недаром в каноне китайской
медицины «Нэй-цзин» говорилось: «Закон ян-инь - это правило в небесах и на Земле,
это сущность миллиона разнообразных вещей, это родители всех процессов, это
начало и сущность жизни и смерти». Принцип полярности графически выражается
знаменитой китайской люнадо: в круге, разделенном волнообразной чертой,
находятся светлое - ян и темное - инь, в каждом из которых в зародыше содержится
полюс противоположного свойства. Один полюс имеет значение только
относительно другого. (Говорят, что известный физик Бор не нашел лучшего символа теории
относительности.) Иными словами, древние ученые установили, что организм
представляет собой колебательную систему. В какой-то момент суток (месяца,
года) органы работают наиболее интенсивно, а в какой-то особенно поддаются
различного рода болезненным и лечебным воздействиям.
Ныне, разумеется, многие детали представлений древних кажутся наивными, но
сама мысль об организме как колебательной системе полностью подтверждена
современными хронобиологами. Научно-технический прогресс неизмеримо ускорил
темп жизни, властно вмешался в наши привычки, вторгся в обычный мерный ход
биологических часов. Серьезную опасность представляет для живого хронометра
взрыв информации. Наш мозг должен усвоить, переработать огромный поток
сигналов, сведений, эмоций. Превышение предела работоспособности нервных клеток
возникает не только в результате усиления информационных нагрузок, но и из-за
неравномерности распределения их интенсивности во времени. По причине
недостаточной тренировки или при конституциональной неприспособленности у
отдельных людей утрачивается четкость управления со стороны коры головного мозга,
вегетативных центров. Расстройство касается работы внутренних органов:
сердца, сосудов, желудка, желчного пузыря, кишечника, почек, желез эндокринного
аппарата.
Как влияет все
это на биоритмы?
Мы нередко сами чувствуем, как разлаживается работа наших внутренних часов.
Случается это при ломке жизненного стереотипа при самых различных
обстоятельствах: большом перерыве в еде, нарушении сна, в момент перехода из дневной
смены в ночную, наконец, просто после болезни, когда клонит ко сну в
неурочное время, пропадает аппетит (или приходит слишком поздно). То есть
десинхронов возникает и тогда, когда человек, проживая в одном месте, не
придерживается однообразного ритма жизни, часто и резко нарушает его течение, скажем,
за счет изменений режима питания и особенно сна и отдыха. Внутренний
десинхронов может быть при сильном нервном напряжении. У учащихся это случается в
период экзаменационной сессии. Замечали ли вы, как после сданного экзамена
школьник или студент долго не может заснуть из-за перевозбуждения, а иногда
засыпает почти патологическим сном, вплоть до середины следующего дня?
Нарушение ритма бывает связано с перебоями в работе тех или иных внутренних
органов, например, хронический тонзиллит дает выраженную дезритмию у детей,
проявляющуюся, в частности, в неправильном ходе температурной кривой на
протяжении суток. Стрессовое состояние, вызывая бессонницу, падение аппетита,
также становится причиной десинхроноза. Правда, болезненные проявления возни-
кают далеко не всегда. Весьма важно, с каким периодом жизни совпадали
травмирующие нервную систему факторы. В детстве, в период полового созревания и в
старости люди особенно ранимы. Симптомы десинхроноза носят общий характер:
усталость, апатия, подавленность настроения, сонливость или потеря сна.
Бывают боли в желудке, неприятное чувство в области сердца. Расстройство нервной
системы возникает в результате столкновения разных ритмов: внутреннего -
старого и внешнего - нового.
Четко выявлено влияние на биоритмы сезонов года, месячных и суточных ритмов
в связи с действием метеорологических и других природных факторов при
заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Значение сезонности при этих заболеваниях
весьма существенно. Учеными найдены критические периоды, когда число
заболевших резко увеличивается. В осенне-зимний, весенний периоды, например, больше
случаев вегетативно-сосудистых кризов. В ответ на изменения погоды, влажности
воздуха, на перепады температуры или барометрического давления, резкую смену
солнечной и магнитной активности у множества людей нарушаются сон, аппетит,
ритмичность основных функций, появляются спазмы сосудов, кишечника, бронхов.
Изучение влияний погоды на человека в зависимости от времени суток, сезона
позволяет своевременно предупреждать нежелательные «сбои» в его организме.
Болезнь ли
десинхроноз ?
Нарушения ритмов работы сердца, сосудов, легких, желудка носят название
функциональных расстройств. Наступает дисфункция, искажение нормальной работы
органа, иначе говоря - аритмия. При бронхиальной астме, например, аритмия
проявляется в одышке, удушье. При заикании - нарушении ритма речи - возникают
судороги в мышцах лица, языка, шеи. Эти судороги - результат ненормальной,
аритмичной работы речевого центра, расположенного в головном мозге.
Еще сильнее сказывается на биоритмах заболевание человека. У больных
атеросклерозом, например, организм неверно измеряет время: естественная
периодичность многих функций меняется, ритм пропадает или сильно искажается. У людей
со скрытой фазой атеросклероза меняется суточный ритм жирового обмена: во
второй половине дня и особенно ночью в крови начинают накапливаться вредные
фракции жирового комплекса, повышается свертываемость крови. Поэтому именно
вечерами и ночью создается угроза закупорки (тромбоза) сосудов сердца и
мозга. Выявлено, что при сдвиге ритмов жизни (в результате изменения режима дня
и т. п.) заметно чаще возникают заболевания желудка, поджелудочной железы,
печени и кишок - например, гастриты, язвы, холециститы, панкреатиты.
Гипертоническая болезнь в последнее время также рассматривается как проявление
десинхроноза. Инфаркты миокарда, которые статистически чаще возникают по ночам,
в какой-то мере становятся следствием рассогласования биоритмов (накопление
жировых продуктов в крови, нарушение энергетического баланса сердечной мышцы,
превалирование определенного типа нервной регуляции, изменение свертываемости
крови и др.). У больных стенокардией наивысшая точка ритма (акрофаза)
сердечной деятельности смещается на дневное и вечернее время. В норме же у здоровых
людей сердцебиение чаще в предвечерние часы (после 18 ч) , а наиболее редкий
пульс - под утро, между 3 и 4 ч. Больше всего энергетических веществ с кровью
мозг получает в 18—20 ч, меньше всего питания требуется ему ночью. Дважды в
сутки - около 13 и 21 ч - интенсивность кровоснабжения снижается, поступление
крови в органы и ткани уменьшается и в результате ощущается сонливость,
ухудшается умственная деятельность, падает производительность труда.
Как в механических часах каждое колесико определенным образом связано с
другим, так и в биочасах одна система организма тесно зависит от другой.
Особенно наглядно это проявляется в деятельности нервной и эндокринной систем.
Последняя, как известно, представлена железами внутренней секреции. Как же
регулируется работа этих важнейших органов, имеющих каждый свою ритмику?
Механизм такой регуляции следующий. Свет через сетчатку глаза раздражает
нервные окончания, возбуждает срединные структуры мозга (гипоталамус), затем
действует на шишковидную железу - гипофиз, который в свою очередь посылает
сигнал готовности корковому слою надпочечников, поджелудочной, щитовидной и
половым железам. В кровь поступают гормоны - адреналин, норадреналин, тироксин,
тестостерон. Они соответствующим образом раздражают нервные окончания,
заложенные в сосудах, мышцах, клетках. Отсюда система нейрохюрмональных
механизмов получает по обратной связи сигналы о состоянии и работе различных
органов . В результате циркадной ритмикой оказываются охвачены клетки и ткани
всего организма, а сам он выступает как единое сложное образование, регулируемое
центральной нервной системой.
Это касается не только суточного, но и в не меньшей степени околомесячного
и сезонного циклов деятельности организма. Еще в XVII в. известный в те
времена врач Санторио отметил, что масса тела мужчин в существенных пределах
колеблется на протяжении месяца. Замечено также, что скорость роста бороды и
волос у мужчин согласуется с месячным циклом. У женщин месячный период
выражен еще сильнее и отражается практически на всех сторонах деятельности
организма. Менструальный цикл сопровождается, как известно, значительными
гормональными сдвигами, что сказывается на ряде физиологических, психологических и
поведенческих реакций и, конечно, на трудоспособности.
Рабочая неделя
Название семи дням недели дали видимые невооруженным глазом планеты.
Понедельник у древних считался днем Луны, что отразилось в его наименовании у
некоторых народов, вторник был назван в честь Марса, среда - день Меркурия,
четверг - Юпитера, пятница находилась под контролем Венеры, суббота - под
действием Сатурна, а воскресенье освещалось, конечно, Солнцем. Самое
интересное, что к семидневной неделе разные народы пришли независимо друг от друга.
Правда, истории известны и другие периоды чередования рабочих и нерабочих
промежутков времени на протяжении месяца. Например, одно время в нашей стране
существовала пятидневка, воскресенье как день церковных праздников было
заменено выходным на каждый шестой день. Однако логика жизни потребовала возврата
к старому распорядку. Итак, в понедельник мы идем на работу, в школьные и
институтские аудитории, в пятницу спешим с работы домой. Впереди - суббота и
воскресенье. Такой недельный ритм имеет, конечно, в основном социальное
происхождение . Однако и он стал оказывать свое влияние на окружающую среду. В
начале XX в. возникли первые высоковольтные линии электропередач. Некоторое
время спустя был отмечен интересный факт: по субботам и воскресеньям
электромагнитное поле Земли несколько изменялось. Американские ученые детально
исследовали воскресный электрофеномен и пришли к выводу, что он может быть
связан с падением интенсивности передачи электроэнергии в выходные дни. Иными
словами, человек смог ввести недельный ритм в магнитосфере и, возможно, в
ионосфере искусственным путем, что вторично должно сказываться на биосферных
процессах. Оказалось, что и некоторым животным присущ недельный ритм,
связанный вторично с присутствием или поведением человека. Так, в субботу и
воскресенье, когда на производстве отсутствуют люди, местные крысы явно оживляются.
Нас всюду окружают социальные ритмы: время начала и окончания рабочего дня,
рабочей недели, наступления отпуска. Научно-технический прогресс внес
коррективы в естественный ход биоритмов людей, и теперь многие психологические,
физиологические и даже биохимические процессы организма синхронны недельному
распорядку нашей жизни. Например, выяснилось, что в недельном режиме меняется
уровень гормонов коры надпочечников. Это впервые доказал датский эндокринолог
Хамбургер, исследовавший выведение из своего организма 17 кортикостероидов на
протяжении 17 лет. На огромном материале было показано, что в рабочие дни
организм активнее, особенно во вторник и среду, а в выходные дни его системы
действуют с меньшим напряжением. Естественно, это не может не сказываться на
состоянии организма. В Великобритании, например, установлено, что смертность
населения в работоспособном возрасте возрастает в понедельник. В недельном
ритме, как отмечают физиологи труда, меняется и работоспособность: наибольшей
она бывает в середине недели - в среду, к субботе падает, а с понедельника
снова возрастает. Здесь, по всей вероятности, действует наслоение многих
социально-психологических факторов. В понедельник человек втягивается в работу,
со вторника по четверг работает с полной отдачей, а в пятницу устает и
начинает «сдавать позиции», ориентируясь на предстоящий отдых. Однако, как
показал многолетний опыт, там, где оплата труда понедельная, в пятницу перед
получением денег производительность труда возрастает.
Итак, налицо недельный ритм нашей жизни. Это отражается на самочувствии
людей, их здоровье, аккуратности в работе и даже на динамике несчастных
случаев . Вошло в обычай считать, что понедельник - тяжелый день. Ведь именно в
понедельник, как показывает статистика, возрастает число несчастных случаев и
аварий на производстве. Именно по понедельникам возникают наибольшие очереди
в поликлиниках: какую-то роль здесь, безусловно, играет и то, что некоторая
часть работающих позволяет себе различные излишества, и то, что с пятницы
люди не обращаются к врачам, думая, что за выходные дни «все образуется».
Однако нельзя оставить без внимания и изменение качественного состава
заболеваний. В понедельник нередки жалобы на возникновение аллергий, например экземы
или сыпи типа крапивницы. По данным ГАИ, число дорожно-транспортных
происшествий резко возрастает в период с пятницы до понедельника. Меньше всего их
случается в среду и четверг.
У каждого
свой характер
Характер человека сугубо индивидуален. Если у каждого из нас свой собствен-
ный кожный рисунок на кончиках пальцев, то что же говорить о качествах,
составляющих натуру? И каких только определений не получает характер: тяжелый и
легкий, устойчивый и неустойчивый, лабильный и малоподвижный, мягкий,
податливый, уживчивый и твердый, жестокий и бескомпромиссный. Многое зависит от
генетических предпосылок, которые затем реализуются в большей или меньшей
степени в зависимости от социальной обстановки, конкретных условий жизни
человека , наконец, экстремальных ситуаций.
Говорят, чтобы узнать человека, нужно побывать с ним в дороге. Почему? При
путешествиях часто нарушаются биоритмы. Люди спят и едят в непривычное время,
на них действует смена временных поясов. У некоторых из-за этого меняется
поведение , четче проявляется характер. Биоритмы сказываются на поведении людей
и в обычной обстановке. Кто из нас не вставал утром «не с той ноги?» Всегда
ли вы можете найти реальные объяснения неизвестно откуда взявшемуся плохому
настроению? Ведь за ночь никаких неприятностей не произошло, разве только сон
был неглубоким и прерывистым. Может быть, поэтому вы садитесь завтракать
внутренне напряженным, готовым на резкое слово или молчание? Пусть не во всех
случаях, но часто это - проявление обычного десинхроноза, который обостряет
или искажает присущие нам характерологические черты.
Оказывается, действительно, под темпераментом человека - совокупностью
динамических особенностей индивидуума - подразумевается прежде всего темп, ритм
и интенсивность психофизиологических процессов. Иными словами, моторный
компонент поведения личности, динамическая основа его характера зависят не
только от быстроты, силы, резкости, но и от ритма мышечных движений в
психоэмоциональной жизни. Еще Гиппократ делил людей по темпераменту на четыре
категории: холерик, сангвиник, флегматик и меланхолик, объясняя это преобладанием
того или иного «сока» в организме. У холериков, по его мнению, преобладает
желчь (холле), у сангвиников - кровь (сангвис), у флегматиков - слизь
(флегма) , у меланхоликов - какая-то особая «черная желчь» (меланхоле).
Современное представление о типах нервной системы и связанных с ними
темпераментах и характерах людей дано в трудах академика И.П. Павлова. Ученый
считал, что холерический тип - это явно боевой тип, легко и скоро
раздражающийся. В золотой середине стоят флегматический и сангвинический темпераменты,
уравновешенные и потому здоровые, устойчивые и истинно жизненные типы, как ни
различны, даже противоположны они внешне. Флегматик - спокойный, всегда
ровный, настойчивый и упорный труженик жизни. Сангвиник - горячий, очень
продуктивный деятель, но лишь тогда, когда у него интересное дело, которым он
захвачен. Когда же такого дела нет, он становится вялым.
Меланхолический темперамент обусловлен явно тормозимым типом нервной
системы. Для меланхолика, очевидно, каждое явление жизни становится тормозящим
агентом, поскольку он во всем видит лишь осложнение своего существования. Но
чаще всего наблюдаются не чистые представители разных типов нервной системы,
а сочетающие их отдельные черты. В массе преобладают различные варианты
сангвинического и флегматического типов, причем работоспособные, ценные для
общества люди могут быть с любым типом нервной системы. Даже в одной и той же
сфере деятельности выдающихся результатов добиваются люди с совершенно
различным типом нервной организации. Историки свидетельствуют, что у А.С.
Пушкина преобладали холерические черты, тогда как у И.А. Крылова были выражены
свойства флегматика, А. И. Герцен был сангвиником, а Н. В. Гоголь имел явные
признаки меланхолика.
Конечно, говоря о типе нервной системы, необходимо учитывать влияние
условий жизни, которые при определенном стечении обстоятельств могут заметно
«испортить» или «укрепить» тот или иной характер, формирующийся во многом под их
влиянием. Известный немецкий врач начала прошлого века Ламперт разграничивал
встречавшихся ему людей по характерологическим данным на две группы: с
медленной и слабой реакцией и, наоборот, сильно и быстро реагирующих на внешние
раздражители. В первой группе преобладают спокойные и рассудительные люди,
склонные к логическому и абстрактному мышлению. Они часто замкнуты и инертны,
расчетливы, строги, педантичны и даже деспотичны. Вторая группа, по Ламперту,
объединяет людей, склонных к увлечениям, больших энтузиастов и творцов. (Из
великих мира сего ко второй группе Ламперт относил Цезаря, Канта,
Шопенгауэра .) Их работоспособность нарастает к вечеру. Такие сугубо ритмологические и
психологические особенности личности могут трансформироваться в общественном
плане и оказывать влияние на течение дел.
Исследователи обращают внимание на особенности личностей студентов,
принадлежащих к разным биоритмологическим категориям. Представители «утренней»
группы, как правило, энергичны, охотно следуют принятым взглядам и
общественным нормам, хотя их восприятие конкретных ситуаций своеобразно. В то же время
неудачи вызывают у них сомнения в собственных силах, тревогу, волнение,
стремительное падение настроения. Затруднения они склонны относить за счет
плохого самочувствия, на чем и заостряют внимание, особенно когда это помогает
избежать неприятностей. Студенты данной группы обычно стремятся избегать
конфликтов, неприятных разговоров и эмоциональных проблем. Их антиподы по
биоритмам также обладают достаточной активностью, но легче относятся к неудачам
и неприятностям, их не пугают трудности и конфликты, они меньше волнуются
перед экзаменами и более чутко улавливают характер и особенности поведения
окружающих. «Аритмики» занимают промежуточное место между этими двумя группами.
Исследования убеждают: различия в работоспособности обусловлены разницей
между гормональным состоянием и психологическим настроем индивидов с разной био-
ритмической организацией. Это - существенное основание для того, чтобы
считаться с внутренне присущими особенностями временной организации человека в
рабочей и бытовой обстановке.
С биоритмологической точки зрения сутки можно условно разделить на три
периода: первый - с 5 до 13 ч, когда преобладает влияние симпатического звена
нервной системы, усиливается обмен веществ, что обеспечивает быстрое
выполнение больших объемов работ. Второй период - с 13 до 21 ч, когда активность
симпатической нервной системы падает, энергозатраты снижаются. И третий
период - ночной, когда господствует парасимпатическое звено вегетативной нервной
системы (вагус), все виды расходов минимальны, идет накопление
энергоресурсов . Отсюда и различная «фоновая» ориентировка людей с неодинаковой
ритмической организацией.
Астрология?
Нет, гелиобиология!
Из множества циклов и космических факторов наиболее значима для биосферы
цикличность солнечной деятельности. Под солнечной активностью понимают
совокупность всех физических изменений, происходящих на Солнце и вызывающих на
нем различные образования. Родоначальниками этой области знаний принято
считать Г. Галилея, И. Фабрициуса, X. Шейнера и Т. Гарриота. Все они независимо
друг от друга в 1610—1611 гг. обнаружили на поверхности светила темные пятна.
До этого времени такие пятна считались ошибками наблюдений. Галилео Галилей
твердо установил появление и исчезновение пятен, изменение их величины, а
также сумел вычислить период обращения Солнца вокруг оси по времени
прохождения видимых глазом солнечных образований. Эти наблюдения и положили начало
изучению физики Солнца.
Наука гелиофизика, следящая за изменениями солнечной деятельности, - это
своего рода врач, прослушивающий биение человеческого сердца. Как удары
сердца накладываются на ритм дыхания, так и мелкие возмущения Солнца представляют
как бы рябь на крупных волнах активности светила. Но в обоих случаях можно
учитывать лишь самые поверхностные симптомы состояния объекта. В середине XIX
в. директор Цюрихской обсерватории Р. Вольф уточнил, что основной период
солнечной деятельности составляет 11,1 года. Развитию цикла от минимума до
максимума соответствует ветвь роста, а от максимума до минимума - ветвь спада.
Однако эти изменения не строго периодичны, поэтому правильнее говорить не о
периоде, а о цикле солнечных пятен. Установлено, что длина цикла меняется от
7 до 16 лет, составляя в среднем 11,1 года.
Существуют и другие солнечные циклы. Основными короткопериодическими
циклами считаются 27-дневные, связанные с обращением Солнца вокруг своей оси,
когда активные области то появляются, то исчезают на обращенной к Земле стороне
светила. От этих периодов зависит число магнитных бурь в околоземном
пространстве . Максимальное число бурь наблюдается в марте-апреле и сентябре-
октябре, поэтому принимается во внимание и полугодовая вариация деятельности
Солнца.
Из крупномасштабных циклов на Солнце обнаружены 22-летние изменения
магнитной полярности пятен, а также 80-90-летние, 170-летние и другие циклы
солнечной активности. Пульсаций у Солнца действительно немало. Астрономы убеждают
нас, что Солнце - самая обыкновенная звезда, ничем особенно не отличающаяся
от тысяч и тысяч желтых карликов Млечного Пути. Спорить тут не приходится, но
все же этот карлик в 107 раз «толще» Земли - 1 390 тыс. км в поперечнике! И
несмотря на то, что на три четверти он состоит из самого легкого на свете
газа - водорода, весит он квинтиллион квинтиллионов тонн! Более того, за
секунду в виде разных излучений и частиц карлик теряет 4 млн. т своего вещества.
Это сколько же за год? Кому хочется, может подсчитать, но самое удивительное
в том, что если все и дальше пойдет такими же темпами, Солнце рассеется без
остатка только через 1014 лет. Если вы уже умножили 4 млн. на 3 600, потом на
24, а потом на 365, сообразите теперь, что значит десять в четырнадцатой
степени.
Как может осуществляться
планетное влияние на Землю?
«Язык» небесных светил, мистически толкуемый астрологами, получает
логическое объяснение на основе изучения приливных явлений. Ведь если существует
гравитационное воздействие планет на газообразное тело Солнца, то положение
планет сказывается на солнечных процессах, а это опосредованно отражается и
на земных явлениях, связанных с солнечной деятельностью. Следовательно, в
прогнозировании земных природных событий по положению планет в принципе нет
ничего мистического. С помощью космических аппаратов сейчас установлено
существование так называемого межпланетного магнитного поля. Многие биологические
процессы, в том числе сердечно-сосудистые и нервно-психические заболевания,
протекают в ритме, заданном солнечным ветром. Невозмущенному Солнцу
соответствуют сравнительно небольшие ветровые скорости. На них накладываются более
редкие потоки с высокими скоростями.
Между скоростью плазмы, ее направлением и концентрацией существуют
определенные зависимости. Главные из них связаны с эффектом так называемой
архимедовой спирали. Вспомним фонтан с подвижными струями, вращающимися вокруг оси.
Струя воды из такого фонтана изгибается по ходу движения. Так и в
межпланетном пространстве выбрасываемые Солнцем потоки корпускул и частиц влияют на
состояние магнитных полей и постоянно меняют форму. Пока радиально
расширяющийся солнечный ветер, вытягивающий силовые линии, проходит расстояние до
Земли, солнечный шар успевает повернуться на некоторое расстояние. В
результате углового изменения гелиодолгот силовые линии оказываются направлены либо
от Солнца, либо к Солнцу, образуя секторы положительной и отрицательной
полярности. Так как Солнце вращается вокруг своей оси, вся совокупность
солнечных потоков также вращается с периодом около 27 дней. При этом потоки с
большими скоростями будут догонять медленные потоки и сжижать плазму, чем и
объясняется возрастание концентрации частиц при нарастании скорости солнечного
ветра.
Солнечный ветер играет исключительно важную роль в передаче к Земле
солнечной «информации». Земля представляет собой как бы огромный магнит, силовые
линии которого образуют вокруг нее своеобразную «обшивку», защищающую нас от
солнечного ветра. По силовым линиям магнитосферы корпускулы несутся к полюсам
Земли и, приближаясь к плотной воздушной оболочке, создают в ней сполохи -
полярные сияния, подобные свечению газа в лампах дневного света.
Но причем здесь биоритмы? А дело в том, что колоссальные потоки материи и
энергии от Солнца вращаются радиально, подобно спицам гигантского колеса. Эти
потоки-«спицы» периодически, с разными временными интервалами - от нескольких
часов, дней до недель и месяцев - «бьются» о земную магнитосферу, влияя при
этом на атмосферу, гидросферу и, конечно, биосферу. Логично предположить, что
это сказывается на самых различных биологических процессах (фотосинтезе,
урожайности, реакциях организма, продуктивности животного мира). Однако
воздействие космоса на нашу планету не ограничивается только такими солнечными
факторами, как корпускулярное и электромагнитное излучение разного диапазона
волн. Существуют и иные явления.
Лунные циклы
В старинной книге «О деяниях Александра Великого» есть рассказ о посещении
кораблями Александра Македонского устья Инда. Македонцы выбрали местом
стоянки остров в середине могучей реки и отправились на берег, оставив на судах
лишь охрану. Начавшийся прилив привел флот в состояние хаоса. А в результате
последующего спада воды половина кораблей оказалась на суше. Всюду ползали
морские обитатели, оставленные отступившей водой. Властелину пришлось принять
решительные меры, чтобы подавить панику в войске. Откуда же, спрашивал
летописец, появился этот огромный морской прилив? Куда ушли воды при отливе? На
протяжении веков на эти вопросы отвечали по-разному. Но большинство ученых
склонялось к тому, что в колебаниях морской стихии повинна Луна. Вращаясь
вокруг1 Земли, Луна описывает эллипс. Меняет она свое положение и относительно
звезд, возвращаясь в одинаковое состояние через 27 суток. Такой отрезок
времени называют звездным месяцем. При этом мы каждый раз видим лишь часть
освещенного Солнцем полушария Луны (ее фазы - полные, ущербные). Фазы Луны
повторяются через 2 9 суток. Этот промежуток времени называют синодическим месяцем.
Ответить на вопрос, как именно влияет Луна на морские приливы, удалось
великому ученому И. Ньютону. Сформулировав в 1687 г. закон всемирного тяготения,
он тогда же доказал, что морской прилив есть следствие этого закона.
Вспомним: две массы взаимно притягиваются друг к другу с силой, прямо
пропорциональной квадрату расстояния между ними. Из этого закона и вытекает физическое
объяснение приливов на Земле.
А далее развертывается сложная цепочка взаимосвязей жизненных явлений на
Земле с движением безжизненного тела Луны. Дело в том, что, кроме малых
приливов-отливов в течение суток, происходят еще колебания водных пространств с
периодом почти в месяц (около 27 дней), а также - около 9 и 18 лет («большой
и малый сарос»). Последние вызывают особенно мощные размахи колебаний уровня
вод. Время от времени океан как бы «разбухает». Да что говорить о водной
оболочке, когда даже литосфера - и та колышется под влиянием гравитационных сил
Луны! По расчетам астронома Ф. Зигеля, каждые сутки под ногами москвичей
пробегает твердая приливная волна высотой 30 см. Действие приливных сил на Землю
велико, оно создается не только Луной, но и всеми другими космическими
телами, и прежде всего Солнцем.
Но какое значение имеют лунные приливы для живых существ? Зависимость
жизнедеятельности морских животных от фазы Луны подметил еще Аристотель, который
описал набухание яичников у морских ежей в полнолуние и связывал с фазой Луны
появление у берегов устриц. Приобретенные в процессе эволюции, эти свойства
оказываются достаточно стойкими и сохраняются вне естественной среды,
например в аквариумах, где никаких приливов не наблюдается. В то же время животные
в какой-то мере адаптируются (приспосабливаются) к новому месту обитания.
Ощущают геофизические изменения и другие обитатели моря, например краб ука,
который днем темнеет, а ночью светлеет. Во время отлива они опускаются на дно
в поисках пищи, в прилив же поднимаются к поверхности и отдыхают. В целом
такие животные живут по лунным суткам - 24 ч 50 мин. При «переезде» на другое
побережье крабы меняют свой суточный распорядок, приспосабливаясь к новым
условиям .
Как мы убедились, «лунатики моря», строго говоря, не настоящие лунатики: на
их режим и поведение влияет не сама Луна, а чередование приливов и отливов,
связанное с обращением Луны. Однако многие существа на Земле - среди них есть
и представители рода человеческого - в самом деле относятся в некоторой
степени к разряду «лунатиков»: они, похоже, способны ощущать воздействие лунного
притяжения непосредственно. Еще В. Шекспир подозревал Луну в весьма
неблаговидных делах. Например, в причастности к тем драматическим событиям, которые
разыгрались в пьесе «Отелло». Влияние Солнца все мы испытываем постоянно. И
это не только его свет и тепло - от Солнца ощутимо зависят ритмы множества
земных процессов.
Дыхание биосферы
Мы более склонны распространять на Вселенную земные законы, нежели в земном
и обыденном замечать проявления законов космоса. В свое время А. Чижевский с
горечью писал: «Как случается всегда, когда делается какое-либо серьезное
научное открытие... стали появляться многочисленные догадки и высказывания о тех
или иных воздействиях солнечных пятен на различные биологические явления...
Тема о влиянии солнечных пятен настолько опошлилась, что было время, когда даже
серьезные исследователи, подметив то или иное явление, связанное с влиянием
пятен, не решались выступать с его опубликованием, боясь быть поднятыми на
смех».
Сейчас уже всем ясно, что при планировании сельского и лесного хозяйства,
рыбного, охотничьего и целого ряда других промыслов важен долгосрочный
прогноз природных изменений, прежде всего колебаний погодных условий. Важнейший
элемент такого прогнозирования - расчет экстремальных изменений погоды,
зависящий от закономерностей циркуляции атмосферы в связи с солнечной активностью
и другими космическими и земными факторами (например, с состоянием океана).
Мы коснемся только одного природного фактора, обусловливающего цикличность
урожайных лет. Этот фактор - погодные, климатические условия, меняющиеся в
соответствии с циклами солнечной активности. Роль солнечной активности в
формировании условий для развития растений несомненна. На материалах
повторяемости жестоких засух в России известный статистик Е.Е. Слуцкий еще в 1935 г.
рассчитал, что пики кривой неурожайности в Европейской России за 1801—1915
гг. близки к фазам минимума солнечной активности. Вероятность такого типа
распределения, по его данным, составляет более 99,99%. Оказалось, что
характер солнечно-земных связей меняется в зависимости от географической части
страны. Засухи нередки и вблизи максимума солнечной деятельности, а в
некоторых районах они в этот период даже преобладают. Такое положение связано с
местными особенностями циркуляции атмосферы, влияющими на распределение
воздушных масс, температуры и влаги. Все это вместе взятое приводит к периодическим
изменениям состояния растительности и, следовательно, урожайности в отдельных
районах или на большей части территории нашей страны. Один из важнейших
резервов повышения надежности сельскохозяйственного производства - это прогноз
изменений урожайности на основе учета солнечной активности и породно-
климатических условий. Цикличность приростов урожая проявляется при
наблюдениях не только за зерновыми культурами - рожью, пшеницей, овсом, ячменем, но
и за картофелем, свеклой и даже за такими культурами, как лен, который
выращивается в увлажненных местностях, и хлопок, возделываемый при орошении. При
рациональном использовании имеющихся в распоряжении человека средств
повышения урожайности влияние стихийных сил природы уменьшается. Чтобы получить
гарантированный урожай, нужно знать прогноз природных циклов, чтобы
своевременно перераспределить ресурсы.
Немалый урон земледелию наносят вредители сельского хозяйства. Можно ли
предвидеть периоды массового увеличения численности грызунов и, используя
заранее эффективные средства борьбы, предотвратить наносимый ими огромный ущерб
сельскому хозяйству? Да, можно. В основе такого долгосрочного прогноза лежит
прогноз солнечной активности. Дело в том, что нашествия грызунов совершаются
циклически и связаны с периодами изменений увлажненности территорий. Периодам
солнечной активности соответствуют массовые перелеты саранчи. В XIX в. было
девять саранчовых вспышек, в XX столетии за 60 лет саранча-шистоцерка 6 раз
достигала границ Туркмении. В 1958 г. шистоцерку быстро ликвидировали
благодаря прогнозу. В основе массового размножения саранчи лежат изменения
климатических факторов, связанных с солнечной активностью, в результате чего
создаются благоприятные для нее кормовые условия.
В целом связь между поведением живых организмов и процессами на Солнце
весьма существенна. В природе существуют как «собственная» ритмика вида, так
и циклы, обусловленные внешними причинами. В этом можно убедиться при
сопоставлении данных о размножении морских обитателей и о лунных приливах. Одной
из внешних причин колебаний численности рыб может быть и солнечная
активность . В эпохи максимумов солнечной активности на Амуре обычно наблюдаются
повышенные летние и часто очень низкие зимние температуры. Перегрев воды
вызывает у мигрирующих лососей ускоренное против обычного созревание гонад и
более быстрое сжигание накопленного в море энергетического запаса.
Преждевременно созревшие рыбы устремляются в низовые, нетрадиционные для многих из них
притоки Амура, а верхнеамурские нерестилища оказываются незаполненными.
Ускоренное истощение организма и нарушение кислородного обмена при повышенной
температуре воды приводит к массовой гибели готовых к нересту лососевых. В
такие годы можно наблюдать печальную картину: сотни и тысячи тушек уже
безжизненной рыбы, не отметавшей икры, плывут по течению рек. Кроме того,
массовое скопление рыбы в одном нерестилище влечет за собой «перепахивание» уже
заложенных нерестовых гнезд. Суровой зимой промерзание нерестилищ ведет к
гибели икры. Обсохших нерестовых гнезд бывает тем больше, чем выше был уровень
воды во время нереста. Горбуша же в основной своей массе мечет икру в самый
разгар летнего паводка. Чем больше разлив, тем больше икры уносится водой и
погибает. Механизм солнечного влияния на размножение рыб в самой общей форме
выражается как следствие колебаний количества биомассы планктона, зависящего
от температурного режима океана. Чередование периодов потепления и
похолодания моря может служить основанием для заблаговременного предсказания
естественных изменений воспроизводства рыб.
Как видите, изучение солнечно-биологических связей важно для теории и
практики естествознания, для прогнозирования и, следовательно, своевременной
организации целенаправленных действий по оптимизации управления биологическими
процессами.
Дыхание Земли
Провозвестником гипотезы расширения и пульсаций можно считать всеведущего
Леонардо да Винчи, который в одном из своих написанных зеркальным почерком
трактатов рассуждал о росте и дыхании Земли, рассматривая ее как своеобразный
организм. Но это было не строгое научное рассуждение, а некая романтическая
смесь натурфилософии и поэзии, характерная для подобных прозрений, к которым
принадлежат и атомы Левкина и Демокрита, изображенные как выход из
логического тупика, и пульсирующая Вселенная индийских эпосов «Махабхараты» и
«Рамаяны» , и многое другое в том же роде. Научные рассуждения начались лет сто
назад, когда появились первые попытки объяснить расширение Земли, совпадение
очертаний континентов и было высказано предположение, что гравитация - это
поток частиц, льющихся из космоса на все небесные тела, отчего эти тела
помаленьку увеличиваются в объеме. В этих предположениях мы видим зародыши двух
направлений, по которым развивались представления о расширении Земли. Очень
долго эти представления пребывали в разряде курьезов и причуд, пока в 30-40-е
гг. XX столетия за их разработку не взялись крупные ученые - геологи,
геофизики, физики. Но должно было пройти еще три десятка лет, прежде чем у
сторонников расширения накопились убедительные факты и к их голосу стал
прислушиваться научный мир.
Когда геологи исследуют извлеченный из скважин материал, они часто
натыкаются у самой поверхности Земли на породу с таким составом и с такой
структурой, какие возникают только под очень высоким давлением. Столь высокое
давление царит лишь на глубине около 50 км. Как же эти породы поднялись к
поверхности с такой глубины? Представить себе это можно, только допустив, что 3,5
млрд. лет назад, когда эти породы образовались (а именно таков их возраст),
радиус Земли был в полтора-два раза меньше нынешнего, а сила тяжести много
больше. При таких условиях давление, которое мы теперь обнаруживаем на
глубине 50 км, могло существовать и на десятикилометровой глубине, откуда по мере
постепенного разуплотнения Земли разные породы могли подняться кверху без
особых хлопот.
Точно так же разгадывается и давнишняя загадка алмазоносных кимберлитовых
трубок. Заключенные в этих трубках алмазы могли возникнуть лишь при такой
температуре и при таком давлении, какие в наши дни найдешь только на глубине
200 км. Сами же трубки образовались на меньшей глубине, да еще и гораздо
позже алмазов. Содержимое старше оболочек - что это значит? Только то, что
алмазы рождались в недрах очень юной Земли, когда ее радиус был много меньше
нынешнего, и их колыбелью была самая верхняя часть мантии. А спустя сотни
миллионов лет алмазы обволокло и увлекло за собой вещество кимберлитовых трубок,
выпиравшее из недр в процессе расширения.
А циклы роста кораллов! Эти годичные циклы, как у деревьев, видны
невооруженным глазом, они всем давно известны. Но вот на кораллы взглянули в
электронный микроскоп и увидели суточные ритмы роста - по 365 ритмов в каждом
цикле. Однако что это? У кораллов, которым от роду 300 млн. лет, число ритмов
в годовом цикле возрастает до 390, а у тех, которым 390 млн. лет, их
насчитывается уже 400! Не говорит ли это о том, что ежегодное количество оборотов
Земли вокруг своей оси постепенно уменьшилось? За 390 млн. лет Земля потеряла
35 оборотов. Считается, что в этом виноват особый характер гравитационных
связей между Землей и Луной. Вполне возможно. Но и постепенное увеличение
земного радиуса сбрасывать со счетов нельзя. За последние 400 млн. лет он
увеличился на 4%, отчего поверхность земного шара расширилась на 8%, объем
его вырос еще больше, а средняя плотность, наоборот, уменьшилась. Из-за
уменьшения плотности и замедлилось вращение Земли. Палеомагнитные измерения
как будто подтверждают это. Признаки расширения обнаруживаются на разных ста-
днях развития планеты. В одни эпохи оно усиливалось, в другие - ослаблялось.
Первое усиление произошло 3,5 млрд. лет назад, потом от 1 до 1,5 млрд. лет
назад. Мы с вами живем в новую эпоху усиления, начавшуюся «совсем недавно» -
250 млн. лет назад. За это время радиус Земли увеличился не более чем на 10%.
Не так уж мало. 10% - это 637 км, почти как расстояние от Москвы до Санкт-
Петербурга .
Может быть, причину разуплотнения вещества следует искать не во Вселенной,
а в самой Земле - в непрекращающихся ни на мир процессах преобразования
вещества планеты и непрерывного смещения границ всех ее слоев? Слои эти в
постоянной перестройке: легкие элементы всплывают, тяжелые тонут, из пучин
подымаются газы, идет образование воды. Прямо какая-то реторта, а не «небесное
тело»! Вполне возможно, что при таком безостановочном бурлении плотность Земли
уменьшается. Вот уже более четырех миллиардов лет существует наша планета, а
ее тектоническая и магматическая активность все не затихает. Поистине это
самая живая из всех планет земной группы, и неспроста расширение мы находим
прежде всего у нее, а не у Марса или Меркурия. Силикатно-окисное вещество
мантии испытывает в глубине такие фазовые превращения, которые просто не
могут не заставить Землю расшириться. Ядро планеты состоит из гидридов металлов
и из металлов с растворенным водородом. Водород выходит из ядра, но от этого
увеличивается в объеме и вся Земля. Расширение продолжается и поныне, но, как
и прежде, оно протекает циклично: время от времени замедляется и даже
чередуется со сжатием.
Вот мы и дошли до пульсаций. Без пульсаций не обойдешься. В самом деле,
чем, кроме пульсаций, объяснишь цикличность вулканизма! То вся планета
извергает лаву, то вулканы покрываются коркой, умолкают на века, и у их подножий
расцветают беспечные Помпеи и Геркуланумы. То же и с океанами: в одни эпохи
они наступают на сушу, в другие - отступают. То же и с накоплением осадков.
Да всех циклических явлений и не перечислишь. Любопытная закономерность:
вулканы оживают в одни и те же периоды - в эпохи растяжения коры. В эпохи ее
сжатия они замирают. У пульсаций океана тот же ритм. В эпохи сжатия кора
коробится, емкость океанских впадин увеличивается, в них собираются гигантские
массы воды, океаны как бы отступают от суши. В эпохи же расширения неровности
сглаживаются, емкость впадин уменьшается, вода растекается по поверхности
Земли - океан наступает на сушу.
Но ярче всего пульсация проявляется в зонах рифтов - гигантских узких
расщелин, где из недр выпирает юная кора, и в зонах геосинклиналей - обширных и
вытянутых участков коры, испытывающих, как говорят геологи, длительное
глубокое погружение. Приходит время, и в коре начинаются сильные поперечные
сжатия. В геосинклинальных областях образуются тогда складчатые структуры, и
блоки коры надвигаются друг на друга, как торосы во льдах полярных морей.
Через многие тысячелетия сжатия прекращаются, и по всей планете начинают
образовываться новые или оживают старые рифты. Это вступают в игру силы
противоположного знака - силы растяжения коры. Зоны рифтов более восприимчивы к
действию сил растяжения, а зоны геосинклиналей - к действию сил сжатия.
Увеличивается объем планеты - растут рифты, уменьшается объем - сужаются
геосинклинали . Циклы образования складок строго чередуются с циклами развития рифтов.
Что все-таки заставляет сокращаться и увеличиваться земной радиус? Циклы от
нескольких миллионов до сотен миллионов лет обязаны своим происхождением, по
всей вероятности, неравномерному выделению тепловой энергии, поднимающейся от
ядра к поверхности Земли как бы волнами. А что лежит в основе других циклов?
Имеют ли отношение к пульсациям Земли колебания гравитационной постоянной,
если, конечно, они существуют? А сложные ритмы всей Солнечной системы?
Окончательных ответов на все эти вопросы пока нет, но они, бесспорно, будут
найдены, и, по единодушному мнению геологов, произойдет это тогда, когда человек
начнет обживать космос, направит из него на Землю глаза и уши приборов и
внимательно понаблюдает за ней.
ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ?
«Нервные» растения
«Глядя на каплю воды, аналитически мыслящий наблюдатель придет к выводу о
существовании Тихого океана», - говорил Шерлок Холмс. Надо думать, что в
своей практической деятельности он не заходил так далеко по пути дедукции -
иначе, несомненно, ему не удалось бы раскрыть ни одного преступления. Да и
действительно, можно было бы задать великому сыщику вопрос: к какому выводу
должен прийти аналитически мыслящий наблюдатель, глядя на каплю, скажем, молока?
Но вот совершенно аналогичным образом, глядя на открытую у растений систему
передачи раздражения, напоминающую по своим функциям и физической организации
периферическую нервную систему животных, ботаники начала прошлого века стали
подумывать о существовании у растений центральной нервной системы и высшей
нервной деятельности. Инициатива на сей раз исходила от немецких ботанических
школ, представители которых в свое время решительно отрицали саму идею
чувствительности растительных тканей. Чувствуют ли растения? Обладают ли растения
сознанием? Есть ли, наконец, у растений душа? Все эти вопросы, казалось бы,
вполне логически вытекают из факта существования у растений некого подобия,
пусть самого отдаленного, нервной ткани и нервной системы. Ибо если сходство
в способе развития, химизме и важнейших жизненных отправлениях растительных и
животных организмов действительно так велико, как утверждают ведущие биологи
во главе с Дарвином, то у растений могут существовать некоторые зачатки
высшей нервной деятельности. Поначалу это направление осторожно называли
термином «физиологическое возбуждение», а затем, набравшись храбрости, его
представители стали именовать себя фитопсихологами. В начале минувшего века
возник подлинный бум деятельности фитопсихологов. Глашатаями идей фитопсихологии
в России оказались столпы официальной ботанической науки - академики А.С. Фа-
минцын (1835—1918), И.П. Бородин (1847—1950) и СИ. Коржинский (1861—1900).
Ф. Кон писал в своей книге «Растение» (1901 г.): «...спросим себя, не искать ли
зачатков духовной жизни уже в растительном царстве? Не прав ли был
Аристотель , возводя душу в принцип всякой жизни, но признавая за растениями только
те духовные силы, которые присущи деятельности питания и размножения, между
тем как силы мысли и чувства у них отсутствуют? Нельзя ли сравнить эту душу в
том виде, как она проявляется в рядах живых существ, с электрическим током,
который только в совершенном механизме лампочки Эдисона дает подобный солнцу,
далеко разливающийся свет, в других же аппаратах вызывает то яркое сияние
проволоки, то едва заметное ее мерцание, а при отсутствии таких приборов едва
колеблет магнитную стрелу без проявления света? Однако всюду ведь та же
сила!»
Говоря о появлении среди русских ботаников сторонников учения о психической
деятельности растений, К.А. Тимирязев (1843—1920) отмечал, что «в защиту
этого воззрения не выставлено ни одного фактического довода. В пользу его... можно
приводить только соображения метафизического, но не научного характера».
Тимирязев указывал, что фитопсихология не открыла новых фактов, а только
пыталась приложить некоторые термины физиологии и психологии животных к описанию
процессов раздражения у растений, причем по большей части использовавшиеся
аналогии оказывались весьма сомнительными. Можно надеяться, что в ближайшие
десятилетия мы узнаем много интересного о природе и назначении «потенциалов
действия» в растениях, об их роли в управлении различными физиологическими
процессами, быть может - о направленном изменении этих процессов с помощью
искусственной электростимуляции. Электрическое управление движениями органов
(может быть, не столько заметными внешне, но очень важными для
жизнедеятельности) отмечено у многих растений, а потенциал действия как средство
управления различными физиологическими функциями (не обязательно связанными с
механическими движениями) присущ, по-видимому, всем высшим растениям.
Действительно, мало кто обращал внимание на росянку, даже если она и
попадалась на глаза, и почти наверняка никто не видел венериной мухоловки. Но вот
василек, подсолнух, барбарис видели все; а многим ли известно, что тычинки
цветков этих растений при легком прикосновении приходят в движение? Это
явление у артишока напоминает ритуальный танец тычинок: при легком встряхивании
цветка пыльники склоняются сначала друг1 к другу, затем в противоположные
стороны, после этого тычинковая нить начинает быстро укорачиваться, и наружу
выделяется капля жидкости, содержащей пыльцу. А поскольку причиной сотрясения
цветка оказывается насекомое, естественно, ему нелегко пробраться мимо
извивающихся тычинок, не обвалявшись как следует в этой жидкости. Так что
назначение движений вполне определенное. Кстати, после оплодотворения тычиночные
нити полностью утрачивают подвижность, хотя сам цветок продолжает
развиваться. Нечто подобное происходит и с тычинками подсолнуха, но их движение менее
энергично и вся картина не столь впечатляюща. Довольно быстро движутся
тычинки у барбариса. В спокойном состоянии они прилегают к лепесткам цветка и
образуют с пестиком прямой угол. Если осторожно прикоснуться к какой-либо из
них, она быстро загнется внутрь, а затем возвратится назад.
Еще одна интереснейшая реакция многих цветков на механические раздражения,
не связанные с видимыми движениями органов, - выделение нектара. Цветок липы,
например, по которому ползает насекомое, начинает интенсивнее выделять
нектар. В опыте, поставленном с целью обнаружить сопутствующие этому процессу
электрические эффекты, один микроэлектрод вводился в ткань нектарника, другой
- в проводящие пучки, обслуживающие нектарник. Оказалось, что при
механическом раздражении некоторых частей цветка возникают электрические импульсы,
передающиеся по железистым клеткам в проводящие пучки и по достижении
нектарника стимулирующие его деятельность. Интересно отметить, что при этом
усиливается не только отделение нектара, но и его образование в нектарнике.
Реакция нектарника очень быстрая: выделение нектара начинается практически сразу
после того, как насекомое садится на цветок. Итак, можно сделать вывод, что
электрическая передача возбуждения - явление не уникальное и не
исключительное . Оно характерно для жизнедеятельности многих представителей растительного
царства.
«Танец» пчел
Совершенным способом передачи звука обладают медоносные пчелы. Они поют,
заставляя вибрировать часть своего корпуса - торакса - благодаря частым
мышечным сокращениям. При этом звук усиливается крыловыми пластинами, как
диффузорами. В отличие от многих других насекомых пчелы могут издавать звуки
разной высоты и разных тембров. Это уже говорит о возможности использования
пчелами изменений звука для передачи какой-либо информации.
Известный немецкий физиолог Карл фон Фриш (1864—1941) установил, что пчела-
разведчица сообщает о месте медосбора другим пчелам с помощью своеобразного
танца. Она описывает восьмерку, средняя линия которой направлена на место
медосбора. Дальность же расстояния до взятка пчела сообщает своим собратьям
характерными «танцевальными» движениями - вилянием брюшка: чем медленнее танец,
тем дальше мед.
Считалось, что этот танец у пчел - единственный способ передачи информации
о дальности медосбора. Однако наш отечественный ученый, доктор биологических
наук Е.К. Еськов убедительно доказал в ряде своих научных трудов, что
медоносные пчелы для сообщения другим пчелам о месте медосбора пользуются, кроме
танца, еще и звуковыми сигналами. Оказалось, во время танца они издают серии
(пакеты) ритмических звуковых импульсов, следующих с частотой 33 Гц, в
которых и заключена информация о дальности медосбора. Чем дальше мед, тем больше
длительность каждого пакета и число составляющих его импульсов. О том, что
пчелы способны воспринять эту информацию, свидетельствует ряд других
исследований и в частности обнаруженные «уши» пчел - специальные приемники звука на
их теле, названные донорецепторами.
Танцующая
пчела
ая "w'
1^Л ( / *f Рекруты
Солнце
Еда
Ф Улей
Известно, что пчелы определяют расстояние от медосборов до улья по затратам
энергии крыловой мускулатуры. Проделали любопытный опыт: немного обрезали
крылья у пчел, носящих мед с одной кормушки. В результате эти пчелы
значительно увеличивали длительность звуковых сигналов в танце и число импульсов в
сигнале, сообщая тем самым, что кормушки расположены дальше. Эти опыты
свидетельствуют о наличии в языке медоносных пчел сигнала дальности расположения
участка медосбора. Старые пчеловоды давно замечали, что пчелиная семья в улье
жужжит по-разному в зависимости от того, в каком физиологическом состоянии
она находится: холодно ли, голодно ли или семья решила роиться.
Биоакустики с помощью современной аппаратуры изучили характерные
акустические показатели звуков, издаваемых пчелами в разных состояниях, чтобы
использовать эти данные для биоакустического контроля за состоянием пчел, то есть
для диагностики самочувствия пчелиной семьи. Акустические методы позволяют
выявить (по характеру звука) безматочные пчелиные семьи на пасеке, отношение
пчел безматочных семей к вводимой в улей матке (увы, они не всегда ее
принимают) , определить расовую принадлежность пчелиной семьи (каждая раса издает
свой звук), наконец, управлять летной деятельностью пчел.
Иногда необходимо ограничить вылет пчел из улья (например, при обработке
полей ядохимикатами). Закрывать леток сеткой нежелательно, так как
стремящиеся выйти пчелы закупоривают его своими телами и создают в улье
неблагоприятные микроклиматические условия. Оказалось, удержать пчел в улье удается,
воздействуя на них определенными звуками. Медоносные пчелы воспринимают и звуки
летящих насекомых. Пчелы-сторожа, которые стоят у входа в улей, не обращают
внимания на прилетающих рабочих пчел. Но они очень чувствительны к тону
звука, идущего от пчел-воришек, даже если эти пчелы находятся достаточно далеко.
Наблюдая летом за пчелами, можно по звуку отличить прилетевшую к цветку
рабочую пчелу от трутня, хотя у него такие же окраска, формы и размеры тела. Не-
смотря на их поразительное сходство даже в поведении, маскирующийся трутень
выдает себя звуками.
Однако иной раз насекомые имитируют и звуки. Был обнаружен случай «звуковой
мимикрии», когда муха делала 147 взмахов крыльями в секунду, летая поблизости
от ос, которым она подражала. Частота взмахов крыльев ос - 150 ударов в
секунду, и человек с нормальным слухом не в состоянии различить шум, издаваемый
при полете осой, и похожий на него - мухой. По-видимому, питающиеся мухами
птицы делают ту же ошибку и избегают этих мимикрирующих мух.
Пчелиный улей - совершенно неприступная крепость. Только медведь решается
вступить с пчелами в открытый бой, но и его нередко обращает в бегство
дружная семья. У летка постоянно дежурит охрана, всегда готовая дать отпор любому
обидчику. Мимо недремлющей стражи трудно пройти незамеченным. Как ни заманчив
мед, как ни много желающих им полакомиться, пробраться в улей никто не может.
Вот почему ученых долго удивляло, что это удается крупной бабочке-бражнику
«мертвая голова». Крылья и брюшко этой бабочки окрашены в черный и желтый
цвета, а на спинке есть группа желтовато-белых пятнышек, очень напоминающих
по форме череп и скрещенные кости, из-за чего она и получила свое название.
Проникнув в улей, «мертвая голова» выпивает огромное количество меда и,
отяжелевшая , почти неспособная лететь, безнаказанно убирается восвояси. Бражник
умеет издавать довольно резкие звуки и может подражать «голосу» молодой
пчелиной матки. Выяснилось, что эти его «песни» и завораживают стражу. На пчел
они действуют так же неотразимо, как песни сладкоголосых сирен на древних
мореходов . Пчелы без матки чувствуют себя сиротами. Когда в начале лета
некоторые из них вместе со старой маткой покидают отчий дом, улей погружается в
уныние. Но вот из кокона вылупилась молодая матка, и в притихшей на несколько
дней пчелиной семье все изменилось. Почти сразу же молодая матка начинает
знакомиться с ульем, оживленно бегает по сотам и при этом «тюкает» (поет),
объявляя рою о своем появлении на свет. Тюканью только что вышедшей из кокона
молодой матки и подражает бабочка «мертвая голова», торопливо высасывающая
мед, пока обескураженное население улья не пришло в себя.
Зачем мозгу извилины?
Человеческий мозг - самое удивительное из созданного природой на нашей
планете . Перед его невообразимой сложностью наука пасовала вплоть до XX в.
Первые серьезные достижения в изучении работы мозга принадлежат великому
русскому ученому Ивану Петровичу Павлову (1849—1936) и его многочисленным ученикам.
Успех объясняется тем, что с самого начала изучалось явление, которое, с
одной стороны, можно было рассматривать как простой физиологический акт и,
значит, исследовать его с помощью привычных физиологических методов, а с другой
стороны, оно же было и психологическим явлением. Причем, как это выяснилось в
дальнейшем, это явление и есть тот элементарный психический акт, тот
«кирпичик» , из которых, по выражению И.П. Павлова, строится все грандиозное здание
мыслительной деятельности. Явление это было названо условным рефлексом.
Нельзя сказать, что учение об условно-рефлекторной деятельности мозга сразу
получило всеобщее признание. Ученые старшего поколения еще помнят время, когда
мало кто верил в возможность разобраться в чрезвычайно сложной работе
человеческого мозга. С тех пор положение изменилось.
Безусловно, мозг наш обладает многими пока еще не познанными механизмами,
обеспечивающими мыслительную деятельность, но стержень ее - это все-таки
системы и иерархии рефлексов. Любой клетке тела, тем более одноклеточным
организмам, в какой-то мере свойственно сохранять следы прежних раздражений и
изменять свои реакции в соответствии с предшествующими воздействиями, то есть
вырабатывать временные связи. Эта функция ярче выражена у нервных клеток и с
их появлением становится прерогативой нервного аппарата. Временные связи
образуются при совпадении во времени двух событий - важного для организма и не
важного. Если собака перед тем как получить еду всякий раз слышит характерное
постукивание половника по миске, у нее естественным образом очень скоро
вырабатывается условный рефлекс, и эти звуки начинают вызывать слюноотделение и
другие реакции, которые раньше могла дать только пища. Условные рефлексы -
это набор элементарных знаний об окружающей действительности. В условных
рефлексах отражаются основные закономерности, характерные для среды, в которой
находится животное. Когда после нескольких повторений постукивания по миске и
кормления у животного вырабатывается условный рефлекс, это значит, что оно
«заметило» взаимосвязь обоих явлений, и теперь условный раздражитель (стук по
миске) становится как бы сигналом второго раздражителя и поэтому может
вызывать все те реакции организма, которые раньше вызывала сама пища.
Сигнальная деятельность (образование временных связей) - явление всеобщее,
свойственное всем животным нашей планеты. Мало того, можно думать, что этот
принцип носит еще более универсальный характер, одинаково приложимый к любым
организмам, и мы встретимся с временными связями у любых животных с любой
планеты из любой звездной системы.
Животные нашей планеты обладают одним удивительным приспособлением, которое
помогает им изучать окружающий мир и всю жизнь накапливать новые и новые
знания. Это приспособление отчасти связано с работой органов чувств. Они
устроены таким образом, что быстро «привыкают» к длительно действующим
раздражителям и перестают на них реагировать, зато на все новое отзываются очень живо.
С этим явлением, вероятно, каждый знаком. Войдя с улицы в помещение, мы можем
почувствовать довольно резкий и даже неприятный запах, но через несколько
минут он перестанет нас беспокоить. Наш нос привык и перестал посылать мозгу
соответствующую информацию. Однако стоит нам ненадолго покинуть помещение и
потом вернуться, как все повторится. Благодаря этой особенности работы
органов чувств мозг всегда получает информацию обо всех новых событиях в
окружающей среде. Каждый новый раздражитель вызывает к тому же ориентировочный
рефлекс, что помогает организму подготовиться к любым неожиданностям. Если же
вслед за новым раздражителем, не имеющим для животного существенного
значения, последуют важные события, образуется условный рефлекс, и новый
раздражитель станет сигналом наступления более значительного события.
Безусловно, образованием простых временных связей работа головного мозга
человека не исчерпывается. Появление многочисленных временных связей между
отдельными раздражителями или их комплексами создает у нас образы окружающего
мира. Именно эти, обычно ничем во внешних реакциях не проявляющиеся, системы
временных связей и стали основным фондом мыслительной деятельности человека.
Любой раздражитель, входящий в такие комплексы, способен оживить длинные цепи
взаимосвязанных временных связей.
В чем же
феномен
человека?
Рассмотрим, как на высшем этапе конкретно материализуется та многоуровневая
информационная структура, к которой пришло все живое после миллионнолетнеи
эволюции. Речь пойдет об асимметрии больших полушарий человеческого мозга, а
также о многочисленных последствиях этой асимметрии. В процессе эволюции над
одним уровнем переработки информации надстраивается другой, над ним -
следующий уровень и т. д. И каждый раз такое «надстраивание» природа обеспечивает
морфологически - в виде тех или иных «конструкций» (устройств).
Самый высокий из надстраиваемых уровней - так называемый рефлективный уро-
вень. Выяснилось, что процессы данного уровня сосредоточены в левом полушарии
человеческого мозга. Между тем подавляющее большинство других процессов
(например, переработка зрительной информации) подобной локализации не имеют: они
протекают симметрично в правом и левом полушариях. А процессы, связанные с
речью, с восприятием человеком слов других людей и с его собственными
высказываниями (речепорождением), как было установлено еще в конце XX в.,
сосредоточены преимущественно в левом полушарии. Таким образом, в левом полушарии
сосредоточены, по крайней мере, два вида психической деятельности:
рефлексивная и речевая. С чем может быть связана такая локализация? По-видимому,
причина здесь заключается в том, что на высшей ступени эволюции - на стадии
перехода к homo sapiens - информационные потребности стали развиваться очень
высокими темпами. И вот, чтобы устройства переработки информации могли
поспевать за этим быстрым ростом потребностей, обеспечивать его «технологически»,
понадобились должные «конструкции».
В принципе, эволюция могла бы пойти здесь по уже известному, проторенному
пути - надстроить над корой больших полушарий мозга некую «сверхкору» подобно
тому, как сама кора была когда-то надстроена над подкоркой. Однако темпы
морфологической эволюции (то есть развития «конструкций», занимающихся
переработкой информации) оказались, по-видимому, недостаточными для этого. И тогда
для эволюционной задачи нашлось другое решение: были попросту перестроены
отношения между обоими полушариями головного мозга, существовавшие уже в
достаточно развитом, «готовом» виде. Из двух полушарий, которые у животных обычно
дублируют друг друга, одно (левое) было «надстроено» - в функциональном
отношении - над другим (правым). В результате левое полушарие стало средоточием
устройств и процессов рефлексии и речи. Видимо, именно поэтому для
человеческого мозга характерно столь мощное развитие многочисленных каналов связи
между полушариями: эти связи обеспечивают новый (не свойственный животным),
«вертикальный» тип отношений между ними.
Произошедшая «специализация» полушарий мозга имела огромные последствия,
как для самого человека, так и для его отношений с другими людьми. В самых
общих чертах эти последствия можно определить так: «обновленное» левое
полушарие превратилось в аппарат приспособления к новой, культурной среде,
состоящей из созданных человеком орудий, средств коммуникаций и т. п.; оно
сделалось также «органом сознания», рефлексии, речи, саморегуляции и
самоуправления, короче - всего того, что у нас ассоциируется с термином «ratio»; что
же касается «старого», правого полушария, то оно стало специализироваться на
интуитивно-чувственном, образном способе освоения окружающего мира, на
эмоциональном его переживании.
Последствия такой «специализации» для межчеловеческих отношений и культуры
очень важны. Одно из этих последствий - выявленный факт: в социально-
психологической жизни общества обычно наблюдаются периодические процессы
колебания между господством настроений, типичных для доминирования то левого
полушария (20—25 лет), то правого (тоже 20—25 лет). Такие циклы удалось
проследить (строго количественно) непосредственно на материале социально-
психологического «климата» общества, а также на материале тех сфер, которые
подвержены сильному влиянию этого «климата»: например, на стиле архитектуры и
стиле музыки. Вот как далеко заходят последствия «специализации», которые
сами в свою очередь - плоды «надстройки», позволяющей реализовать принцип
максимума информации!
А теперь немного поговорим о такой важной особенности человека, как наличие
речи, возможности языковой коммуникации. Что дает человеку эта возможность?
Очень многое, и притом не только в плане общения людей друг с другом, но и в
плане общения человека с самим собой, саморегуляции, самоуправления.
Если бы кошка захотела управлять своими чувствами, ее постигла бы неудача.
Человек - другое дело: он может в достаточной степени управлять своими
чувствами , потому что у него есть внешняя точка опоры - слово. Существование такой
опоры - важный и вполне закономерный продукт эволюции информационных
структур. Главное - в «выгодности» надстройки информационных уровней; ведь
«надстроенный» языковой уровень может работать (управлять нижележащими уровнями
переработки информации) очень эффективно, ибо в его распоряжении появляются
«внешние средства» передачи и хранения информации - звуки, знаки, символы... В
особенности эта эффективность возрастает при возникновении письменности:
информация теперь может храниться и в больших количествах, и очень долго (а
порой надолго переживает ту культуру, которая ее породила).
Кстати, информационный подход позволяет ответить на весьма существенные
вопросы: почему именно звуковой канал передачи информации (а не, допустим,
зрительный канал) стал предпочтительным при зарождении языка? Сколько фонем
должно быть в языке? Каков оптимальный частотный диапазон человеческой речи?
Оказывается, ответы фактически уже заложены в схеме эволюции информационных
структур.
И наконец, о таком свойстве, совершенно специфическом для человеческого
сообщества, как существование искусства. Выяснилось, что даже этот сугубо
социальный феномен во многих своих чертах обусловлен эволюцией информационных
структур и теми результатами, к которым эта эволюция пришла на стадии homo
sapiens. Таких черт много, но мы остановимся только на одной - информационном
фундаменте семантики (содержания) искусства. Дело в том, что один из
важнейших инструментов, которыми человек пользуется для ориентации в окружающем
мире, - это система признаков объектов или их свойств (на базе каковых человек
может классифицировать объекты). И вот с этими-то признаками возникает
любопытная ситуация. Даже когда признаков не слишком много, число возможных их
колебаний способно стать астрономически большим. Например, человек может быть
охарактеризован 7 признаками, допустим, это: пол, возможны две градации -
мужской или женский; возраст, представим его в виде 10 градаций - младенец
(0-2 года), маленький ребенок (3-7 лет) и так далее; образование, пусть здесь
будет 7 градаций - менее 4 классов, не более 8 классов, среднее общее (10, 11
классов), среднее специальное, незаконченное высшее и высшее. Остальные
признаки мы так подробно описывать не станем; пусть ими будут: место жительства
(5 градаций), социальное положение (9 градаций), состояние здоровья (4
градации) и уровень культуры (8 градаций). При таком раскладе различные градации
этих признаков могут образовывать 2x10x6x5x9x4x8=172 800
комбинаций. И индивид, встречая другого человека, должен отнести его к какому-то
одному из этих 172 800 классов! Если этот индивид встречал раньше хотя бы не-
скольких (скажем, 6-9) представителей данного класса, то он может судить о
каких-то чертах их поведения - к примеру, посещают ли такие люди регулярно
театр? В принципе, да, он может судить, но тогда ему надо было бы иметь круг
знакомых около 1-1,5 млн. человек. А это, конечно же, нереально. Такую
ситуацию американский математик Беллман назвал проклятием размерности. Как же
человек может практически ориентироваться в этом признаковом мире? Оказывается,
в этом потенциально возможном колоссальном многообразии далеко не все
возможности способны практически реализоваться. Скажем, 3-летний младенец не может
иметь образование, отвечающее 2-6 градациям, а также уровень культуры,
отвечающий более чем первой градации, и т. п.
В этом признаковом мире существует достаточно высокая упорядоченность.
Происходит это из-за сильных связей между различными признаками (скажем,
наблюдается такая статистическая закономерность: чем выше уровень образования
человека, тем выше его культурный уровень) . В результате в признаковом
пространстве образуются «сгустки» - битком забитые людьми отдельные комбинации
градаций, признаков, тогда как другие комбинации пустуют, остаются
нереализованными. И фактически человеку надо уметь в первую очередь находить эти
«сгустки». Например, возраст - 18—24 года, образование - незаконченное высшее,
состояние здоровья - прекрасное и уровень культуры - самый высокий! И можно
домыслить как множество других признаков этого типажа, так и черты его
поведения. Строя в своем сознании модель такой «скорригированной» окружающей
среды, человек тем самым максимизирует информацию. Так причем же здесь
искусство? А притом, что оно способно тренировать нас в этой необходимой
деятельности: когда мы, скажем, видим на сцене персонаж с типичным (а не случайным)
сочетанием различных признаков, или на картине - «идеальное» сочетание
оттенков различных предметов, да если еще и сами предметы подобраны так, что
корригируют друг с другом (идеальная ситуация жанра), и т. д. И тренировка может
быть двоякая: можно давать зрителю конкретные, уже «готовые» жизненные,
гармоничные сочетания признаков (это семантика живописи или, допустим,
литературы) , но можно и просто тренировать его в самой процедуре поиска таких
гармонических сочетаний (это характерно для семантики музыки).
Впрочем, человек получает такую тренировку не только при восприятии
произведений искусства; он стремится находить подобную гармонию и вне искусства,
например, созерцая природу. В эволюции, несмотря на все перипетии, все же
реализуется принцип максимума информации, чем во многом и объясняется то
совершенство и гармония, которые мы видим в окружающем нас мире.
Итак, не будем терять времени. Резервы мозга, данные нам природой, можно
реализовать в полной мере, нагрузив и левое, и правое полушария. Нужны
художественная литература, поэзия, спорт, музыка, театр, живопись. Нужна
творческая работа руками - умение обращаться с инструментами, радиосхемами, бытовой
техникой, умение шить, вязать, готовить; нужно желание как можно больше
делать самому. Ваш мозг много совершеннее самой сложной электронно-
вычислительной машины, программа работы которой - лишь отдельное и упрощенное
подобие процессов, лежащих в основе его деятельности.
Самый
лучший
компьютер
Поступательное развитие живого (прогресс, вызванный отбором организмов,
способных максимизировать информацию) должно было привести к появлению на
высших ступенях эволюции организмов, обладающих удивительными свойствами.
Многие могут не согласиться с тем, что эти свойства удивительны: ведь они
присущи, например, любому человеку. Но с точки зрения того пути, который про-
шла живая материя за миллионы лет, постоянно усложняясь и совершенствуясь,
эти свойства в самом деле удивительны. Перечислим главные из них:
1. Высокоразвитые организмы способны получать богатую, разнообразную
информацию об окружающем мире, притом о весьма отдаленных его участках.
2. Высокоразвитые организмы обладают возможностью поддерживать высокое
постоянство своей внутренней среды, несмотря на значительные изменения
окружающих условий.
3. Высокоразвитые организмы имеют экономичную структуру хранения
информации, опирающуюся на выделение признаков, характерных для объектов
окружающего мира.
4. Высокоразвитые организмы оснащены многоуровневой структурой переработки
информации, которая способна самосовершенствоваться, надстраивая все
новые и новые уровни управления.
Последнее свойство самое важное, во-первых, потому что именно в нем
нуждаются все другие пути эволюции, а во-вторых, потому что именно оно привело
эволюцию к появлению современного человека, а также науки, культуры и
искусства. Поэтому мы остановимся немного подробнее на структуре переработки
информации, имеющейся у высокоразвитых организмов, и в первую очередь у
человека. В силу самых различных причин у высокоразвитых организмов формируется
информационная структура, состоящая из многих уровней. Эту структуру можно
уподобить некоей бюрократической организации (не вкладывая, впрочем, в этот
термин никакого негативного оттенка). Работает она следующим образом. Каждый
уровень перерабатывает поступающую на него информацию и, подобно канцелярии в
бюрократической организации, отсеивает несущественные сведения и передает
«наверх» лишь небольшую часть (скажем, около 10%), но зато самую существенную
с точки зрения этого «верха». Разумеется, «верх» управляет нижележащим
уровнем, и это управление заключается, в частности, в том, чтобы «спустить» вниз
критерии отбора - в какой информации нуждается вышележащий уровень. Далее
информация таким же образом поднимается на следующий уровень.
Интересно, что конкретные носители информации могут быть разными на
различных уровнях; на одном уровне сигналы могут иметь, скажем, химическую природу
(допустим, изменение концентрации какого-то химического вещества), а на
другом - это нервные (электрические) импульсы. Так, зрительные рецепторы-
колбочки принимают информацию в виде электромагнитных волн, «упакованных» в
порции - кванты; при получении таких порций электромагнитных волн в колбочках
происходят вполне определенные фотохимические реакции, а результаты
произошедших в колбочках химических изменений поступают в зрительный нерв и
передаются по нему в виде нервных импульсов - и т. д.
Такую многоуровневую систему можно получить и с помощью анализа,
проведенного в рамках так называемой теории поиска логического вывода (которая в
последние годы вошла в орбиту работ по созданию искусственного интеллекта).
Здесь было показано, что для решения какой-либо информационной системой
всевозможных «вычислительных» (в широком понимании этого слова) задач
целесообразно , чтобы эта система работала в режиме «башни исчислений»: этап работы в
фиксированном исчислении сменяется этапом видоизменения этого исчисления, и
эти этапы многократно сменяют друг друга. Система в целом образует «башню»,
нижний «этаж» которой занят данными внешнего мира, а переход на очередной
«этаж» осуществляется на базе результатов нижележащих исчислений. Иными
словами, получается та же самая структура переработки информации, хотя и
построенная на несколько иных исходных посылках.
Какие же следствия вытекают из того, что на высшем этапе эволюции
образуется такая многоуровневая структура переработки информации? Этих следствий
очень много, и они принадлежат к самым различным областям - от физиологии до
психологии, от логики до теории искусства и т. д. Но сейчас мы остановимся на
одном из простейших (и в то же время важнейших!) следствий, которое относится
непосредственно к самому функционированию такой структуры. Речь пойдет о
типах памяти, в которых такая структура нуждается. При подъеме информации по
нашей многоуровневой структуре в ней протекают три типа процессов, и каждый
из них необходимо обеспечивать какой-то памятью. Вот эти три типа
информационных процессов и соответствующие им три типа устройств памяти:
А. На каждом уровне постоянно идет регистрация поступающей текущей
информации. Какие требования предъявляет этот процесс к памяти? Главное здесь,
конечно же, быстродействие. В особенности это важно в так называемых
экстремальных ситуациях, когда от быстрой и правильной переработки информации может
зависеть сама жизнь организма (например, человеку, идущему по лесу, надо
быстро понять, какой хищник устремился ему навстречу, и принять срочные
защитные меры). Необходимо иметь возможность быстро извлекать из памяти нужную для
данного момента информацию и сопоставлять с ней ту информацию, которая
поступает в данный момент. Что же касается объема памяти, то здесь, очевидно,
всегда действует простейшая общая закономерность: чем этот объем больше, тем,
конечно же, извлекать нужную информацию удается менее оперативно. Значит, для
обеспечения процессов данного типа не надо стремиться к большому объему
памяти, он может быть минимальным. Выгоднее всего пользоваться трехканальной
передачей информации, а если минимальное количество типов сигналов по каждому
каналу - два, то искомый объем этого вида памяти должен быть равен 23= 8. Это
и есть та самая первая ступень памяти, или оперативная память, с объемом
около 7-8 единиц и быстродействием порядка 0,1 с, которая так хорошо известна
психологам-экспериментаторам.
Б. Диаметрально противоположный характер - у процессов выработки критериев
отбора информации, которые надо «спускать» на нижележащий уровень. Эти
критерии должны быть основаны на всем опыте, накопленном организмом (а точнее,
данным уровнем переработки информации) на протяжении всей его жизни, равно
как и на протяжении жизни его предшественников (генетическая информация). А
если главное - жизненный опыт, то основным требованием здесь должен стать как
можно больший объем памяти. И не так уж важно, с какой скоростью извлекать из
этой памяти информацию: ведь переработка информации, хранящейся в ней,
протекает постоянно, и лишь изредка результаты этой переработки (полученные новые
критерии отбора) спускаются на нижележащий уровень. Главное же - чтобы инфор-
мация могла в этой памяти накапливаться, храниться очень долго и иметь
большой объем. И действительно, экспериментальной психологии хорошо известен этот
вид памяти - так называемая третья ступень, или долговременная память: она
имеет практически неограниченный объем и хранит то, что поступило в нее и
очень давно, и совсем недавно.
В. Наконец, свои требования предъявляют к памяти процессы передачи
информации на вышележащий уровень. С одной стороны, конечно, желательно передавать
на вышележащий уровень достаточное количество информации, хотя и не слишком
большое (чтобы не «загромождать» его излишней информацией); эту информацию
надо запомнить и передать. С другой стороны, надо по возможности не
задерживать слишком надолго передачу этой информации, ибо в противном случае вся
деятельность информационной структуры (а также исполнительных органов)
замедлится, а это может оказаться опасным, особенно в экстремальных ситуациях.
Словом, чтобы обеспечивать процессы этого типа, нужно устройство памяти,
промежуточное (и по объему, и по быстродействию) между теми двумя типами
памяти, о которых мы только что вели речь. И такой промежуточный тип памяти
известен психологам: это так называемая вторая ступень памяти; ее объем гораздо
больше, чем у первой ступени, но зато она работает уже в несколько более
инерционном режиме - со временем быстродействия от десяти долей секунды до
нескольких секунд. Таким образом, все три ступени памяти, известные
психологии, существуют отнюдь не случайно, обладают отнюдь не произвольными
характеристиками, а наоборот, находятся в полном соответствии с теми требованиями,
которые к ним предъявляет наша многоуровневая информационная структура. Если
снова обратиться к нашей параллели с бюрократической организацией, то на
каждом ее уровне - в каждой канцелярии - имеется, скажем, стол, на который
кладут все поступающие вновь документы (с нижележащего уровня - из канцелярии
более низкого ранга); это аналог первой ступени памяти. Имеются также
сотрудники, которые постоянно разбирают эту вновь поступившую документацию,
анализируют ее полезность и отбирают наиболее ценную часть в специальную папку;
эту папку - аналог второй ступени памяти - они периодически (скажем, через
каждые 2-3 ч) отправляют наверх, в канцелярию более высокого ранга. Кроме
того , вся поступившая в канцелярию документация накапливается в ее архиве: это
аналог третьей ступени памяти. Постоянно анализируя содержание архива (а
также учитывая пожелания вышестоящих инстанций), сотрудники периодически
(скажем, раз в неделю) спускают нижележащей канцелярии требования: какую
информацию ей следует поставлять вверх.
Вот к каким сложно организованным иерархическим структурам приводит нас
эволюция, в процессе которой отбор наиболее жизнеспособных организмов зависит
от их способности эффективно перерабатывать информацию! Но сами по себе такие
структуры - еще далеко не окончательный итог эволюции, ибо последствия
создания подобных структур представляют собой еще один, высший эволюционный этап -
этап, свойственный уже только человеку.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Разное
ТЕРМОЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА1
В детстве я любил читать журнал "Наука и Жизнь", в деревне лежала подшивка
начиная с 60-х годов. Там часто рассказывали про термоядерный синтез в
радостном ключе - вот уже почти, и оно будет! Многие страны, чтобы успеть на
раздачу бесплатной энергии строили у себя Токамаки (и настроили их суммарно 300
штук по всему миру).
Годы шли. . . Сейчас 2013-й год, а человечество до сих пор получает большую
часть энергии от сжигания угля, как в 19-м веке. Почему так получилось, что
мешает создать термоядерный реактор, и чего нам ждать в будущем?
ТЕОРИЯ
Ядро атома, как мы помним, состоит в первом приближении из протонов и
нейтронов (=нуклонов). Для того, чтобы от атома оторвать все нейтроны и протоны
- нужно затратить определенную энергию - энергию связи ядра. Эта энергия
отличается у различных изотопов, и естественно, при ядерных реакциях баланс
энергии должен сохраняться. Если построить график энергии связи для всех
изотопов (из расчета на 1 нуклон), получим следующее:
1 Автор неизвестен.
LE^fA, МэВ/нуклон
20 40
Легкие
ядра т
100 120 140 160 180 200 220
Тяжелые
ядра
Отсюда мы видим, что получать энергию мы можем или разделяя тяжелые атомы
235
(вроде U), или соединяя легкие,
Наиболее реалистичные и интересные в практическом отношении следующие
реакции синтеза:
1)
2)
3)
4)
аНе (3.5 MeV) + n (14.1 MeV)
3Т (1.01 MeV) + p (3.02 MeV) 50%
D + ZD -> 3He (0.82 MeV) + n (2.45 MeV) 50%
+ JT ->
+ 2D ->
2.
P
+ JHe -> 4He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV)
+ ЫВ
-> 3*He + 8.7 MeV
В этих реакциях используется Дейтерий (D) - его можно получать прямо из
морской воды, Тритий (Т) - радиоактивный изотоп водорода, сейчас его получают
как отход на обычных ядерных реакторах, можно специально производить из
лития. Гелий-3 - вроде бы на Луне, как мы все уже знаем. Бор-11 - природный бор
на 80% состоит из бора-11. р (Протий, атом водорода) - обычный водород.
Для сравнения, при делении 235U выделяется ^202.5 MeV энергии, т.е. гораздо
больше, чем при реакции синтеза из расчета на 1 атом (но из расчета на
килограмм топлива - конечно термоядерное топливо дает больше энергии).
По реакциям 1 и 2 - получается много очень высокоэнергетических нейтронов,
которые всю конструкцию реактора делают радиоактивной. А вот реакции 3 и 4 -
"без-нейтронные" (aneutronic) - не дают наведенной радиации. К сожалению,
побочные реакции все равно остаются, например, из реакции 3 - дейтерий будет и
сам с собой реагировать, и небольшое нейтронное излучение все же будет.
Реакция 4 интересна тем, что в результате получаем 3 альфа частицы, с
которых теоретически можно напрямую энергию снимать (т.к. они фактически
представляют собой движущиеся заряды = ток).
В общем, интересных реакций достаточно. Вопрос лишь в том, насколько просто
их осуществить в реальности?
О сложности
проведения
реакции
235 ^
Человечество относительно легко освоило деление U: никакой сложности тут
нет - поскольку нейтроны не обладают зарядом, они могут буквально
"проползать " сквозь ядро даже с очень маленькой скоростью. В большинстве реакторов
деления и используются как раз такие, тепловые нейтроны - у которых скорость
движения сравнима со скоростью теплового движения атомов.
А вот при реакции синтеза - у нас есть 2 ядра имеющие заряд, и они
отталкиваются друг от друга. Для того, чтобы сблизить их на нужное для реакции
расстояние - нужно, чтобы они двигались с достаточной скоростью. Скорости такой
можно либо достичь в ускорителе (когда все атомы в результате двигаются с
одной оптимальной скоростью), или нагреванием (когда атомы летают как попало в
случайных направлениях и случайной скоростью).
Вот график, показывающий скорость реакции (сечение)
сти (=энергии) сталкивающихся атомов:
в зависимости от скоро-
ю2
Ю h
£
в
I ю-1
ы
I
УЗ
2
о
с
.о
'ел
3
1 Ь
10
i-2 L
,-з \-
10
1(И Ь
10
i-5
Т
Т
10 100 1000 10,000
Centre-of-mass kinetic energy (keV)
Вот то же, но построенное от температуры плазмы, с учетом того, что атомы
там летают со случайной скоростью:
77 1
8! ю21
^ 10"22
" ю-23
S 10
с Ю-25
о
'■£ 10"26
ПЗ ->7
<и 10"27
»- 1С
temperature [keV]
0° Ю1 102 103
1 1
D-T
D-D
- D-He3
I"2 10"1 10° 10
temperature [billion Kelvin]
1
Сразу видим, что реакция D+T - самая "легкая" (ей нужны жалкие 100
миллионов градусов) , D+D - примерно в 100 раз медленнее при тех же температурах,
D+3He идет быстрее чем конкурирующая D+D только при температурах порядка 1
млрд. градусов.
Таким образом, только реакция D+T хотя бы отдаленно доступна человеку, со
всеми её недостатками (радиоактивность трития, сложности с его получением,
наведенная нейтронами радиация).
Но как вы понимаете, взять и нагреть что-то до ста миллионов градусов и
оставить реагировать не выйдет - любые нагретые предметы излучают свет, и таким
образом быстро остывают. Плазма нагретая до сотни миллионов градусов - светит
в рентгеновском диапазоне, и что самое печальное - она прозрачна для него. То
есть плазма с такой температурой фатально быстро остывает, и чтобы
поддерживать температуру нужно постоянно вкачивать гигантскую энергию на поддержание
температуры.
Впрочем, из-за того, что в термоядерном реакторе газа очень мало (например
в ITER - всего полграмма), все получается не так плохо: чтобы нагреть 0.5 г
водорода до 100 млн. градусов нужно потратить примерно столько же энергии,
сколько для нагревания 186 литров воды на 100 градусов.
Есть еще критерий Лоусона, показывающий, будет ли реакция давать больше
энергии, чем тратится. Помимо температуры важна еще плотность (само собой
выше плотность плазмы - быстрее реакция идет) и время удержания плазмы (чтобы
успело прореагировать). Соответственно, системы могут быть импульсные (Z-
Machine, NIF, термоядерный заряд - короткое время реакции, высокая
температура и плотность) и постоянные (токамак - низкая плотность и температура,
длительное время реакции).
Посмотрим теперь, какие подходы есть к реализации термоядерного реактора.
КОНСТРУКЦИИ
Звезда - естественный термоядерный реактор. Горячая плазма под высоким
давлением удерживается гравитацией, а все излучаемое рентгеновское излучение -
за счет огромной плотности и размеров поглощается. Таким образом ядро не
остывает даже при относительно маленьких скоростях реакции. Из-за этого в ядре
сгорает не только водород и дейтерий, но и гораздо более тяжелые элементы. К
сожалению, на земле такую конструкцию реализовать затруднительно.
Термоядерная
(водородная)
бомба
Также достаточно проста по конструкции. Полый шар из плутония в дельта-фазе
(дельта-фаза имеет на 1/4 меньшую плотность, чем альфа-фаза), а в центре в
простейшем случае - термоядерное топливо, дейтерид лития-6. С помощью 2-х
типов взрывчатки ("медленной" и "быстрой") и двух детонаторов формируется
сферическая ударная волна, которая переводит плутоний в альфа-фазу меньшего
размера, в которой возможна цепная реакция деления. По желанию можно добавить
внешний импульсный нейтронный инициатор (о нем ниже) - в момент наибольшего
сжатия он выдаст кучу нейтронов, которые должны дать резкий старт реакции.
"Лишние" нейтроны захватываются литием-6 с образованием трития, и
образуется как раз нужная нам нагретая смесь дейтерия и трития. Они начинают
реагировать друг с другом - и удерживает их от разлетания сила инерции относительно
тяжелого корпуса заряда из урана. Помимо этого, урановый корпус непрозрачен
для рентгеновского излучения - соответственно потери тепла меньше. Вся
реакция заканчивается за 1 микросекунду - и корпус только-только начинает
разлетаться в разные стороны.
Это была так называемая "бустерная схема" ядерного заряда, где вклад
термоядерной реакции невелик, и лишь позволяет немного поднять мощность "задешево"
(плутоний - страшно дорогой, а литий - в сравнении с ним дешев как грязь).
Ядерный триггер Обжимающий контейнер Отражатель нейтронов
Тепловой экран Термоядерный заряд Урановый инициатор
Тритий напрямую не используют, поскольку он радиоактивный и соответственно
долго не хранится. А литий-6 стабилен, и ядерный заряд всегда готов к бою.
Можно использовать и литий-7 - он не только дает тритий, но и еще один лишний
нейтрон. Об этой реакции не знали, когда американцы тестировали бомбу
"Shrimp" ("Креветка"). Из-за отсутствия чистого лития-6 положили частично
обогащенный в котором лития-6 было всего 40%, и рассчитывали на взрыв в 6
мегатонн, а долбануло на 15.
Существует и схема радиационной имплозии - когда первичный ядерный взрыв
рентгеновским излучением обжимает и нагревает отдельную сферу с термоядерным
топливом.
Это, конечно, все хорошо работает в целях разрушения, но в целях получения
энергии этот подход использовать не получается, очень уж высока минимальная
мощность взрыва, и слишком много обычных радиоактивных продуктов реакции
плутония/урана .
Линейные
ускорители
Идея проста - берем мишень из любого удобного дейтерида металла, и в
маленьком линейном ускорителе разгоняем до нужной скорости атомы трития.
Получаем настоящую термоядерную реакцию, и выходом энергии и 14.1 MeV нейтронов.
Такой источник можно использовать для поиска нефти и воды (например, на
марсианском ровере MSL стоит российский импульсный источник нейтронов DAN), и в
качестве внешнего импульсного нейтронного инициатора в ядерных зарядах.
Ионный
источник
Ускоритель
111Ж Мишень-конвертор
////////////////////
Л
Исследуемый
образец
(мишень)
Упрощенная схема нейтронного генератора
Почему же так нельзя вырабатывать электричество? На разгон атомов тратится
намного больше энергии, чем мы получаем в результате реакции (далеко не все
разгоняемые атомы реагируют). По моим расчетам DAN например имеет КПД порядка
0.0016%.
Токамак
Тороидальная камера с магнитными катушками - идея уже немного сложнее, в
плазменном торе как в трансформаторе наводим ток. Вокруг тора -
сверхпроводящие магниты, которые "обжимают" плазму и не дают ей коснуться стенок. Плазма
нагревается микроволновым излучением, и резистивным нагревом от протекающего
тока. Когда начинали работать по этому направлению - казалось: вот-вот и все
будет работать.
Во всем мире построено порядка 300 токамаков, и самый современный и крупный
из них - строящийся международный проект ITER (в том числе и при участии
России) . В нем должен быть, наконец, достигнут показатель Q=10 (т.е. выделение
энергии в 10 раз больше затрачиваемой на нагрев и удержание плазмы).
Водородную плазму (т.е. без термоядерной реакции) собираются зажечь в 2020-м, а
начать запуски с дейтерий-тритиевой плазмой - в 2027, если конечно все пойдет
по плану и не случится какой-нибудь очередной кризис.
Дейтерий
Тритий
Эл. Магниты
Гелий
Плазма
Теплоноситель
Проблемы у токамаков следующие (при их будущем промышленном использовании):
• Нестабильность плазмы. Разряд норовит где-то становится тоньше, где-то -
толще, вплоть до разрыва кольца (с прекращением тока) или касанием
стенок. С проблемой боролись увеличением размеров камеры, добавлением по-
лоидального магнитного поля (вокруг вертикальной оси камеры).
• Тритий - дорог, и его нужно много для производства энергии. Если мы
единственный нейтрон, образующийся в реакции D+T с помощью лития-6
конвертируем в 1 атом трития - за счет неизбежных потерь нейтронов трития
будет все меньше и меньше. Необходимо использовать размножение нейтронов
- используя, например, литий-7 или свинец, которыми нужно обложить
внутреннюю стенку реактора (бланкет), и доставать оттуда как-то тритий.
• Мощное нейтронное излучение: на ту же вырабатываемую мощность нейтронный
поток в ^5-10 раз больше, чем у обычных ядерных реакторов, и сами
нейтроны имеют намного большую энергию. Это значит, что если конструкцию
реактора сделать из тех же материалов, то срок службы у нее будет 5 лет,
а не 50 (как у обычных реакторов).
• Поскольку плазма с огромной температурой теряет много энергии на
излучение, а камера должна быть большой для обеспечения стабильности -
минимальная мощность реактора получается большой, сотни мегаватт.
Стелларатор
"Мятый" бублик, где магнитное поле формируется внешними магнитами очень
хитрой формы и обеспечивает стабильность плазмы. По сравнению с токамаком -
намного более сложная конструкция. По "качеству" удержания плазмы сейчас уже
уступает токамакам.
Структура стелларатора: синим показаны катушки, оранжевым - плазма.
NIF
National Ignition Facility - идея в том, чтобы сфокусировать свет от 192
импульсных лазеров на мишени, окружающей капсулу с дейтерий-тритиевой смесью.
Свет нагревает мишень - она нагревается до миллионов градусов, и равномерно
светом "обжимает" капсулу с термоядерным топливом.
Выход охлаждающего
теплоносителя
Деитерий-трмтмеоая
микром ишвиь
Один из лазерных
лучков
Вход
охлаждающего
теплоносителя
Разделительная
оболочка
Л ити й-с в иицо вый
охлаждающий
теплоноситель
внутренне*
стенки
Бермллмевмй
умножитель
нейтронов
Проект завершился 30 сентября 2012 года. Оказалось, в компьютерной модели
были неточности. По новой оценке, достигнутая в NIF мощность импульса 1.8 ме-
гаджоуля - 33-50% от требуемой, чтобы выделилось столько же энергии, сколько
было затрачено.
Sandy Z-machine
Идея такая: возьмем большую кучу высоковольтных конденсаторов, и резко
разрядим их через тоненькие вольфрамовые проволочки в центре машины. Проволочки
мгновенно испаряются, через них продолжает течь огромный ток в 27 миллионов
ампер на протяжении 95 наносекунд. Плазма, нагретая до миллионов и
миллиардов (!) градусов - излучает рентгеновское излучение, и обжимает им капсулу с
дейтерий-тритиевой смесью в центре (энергия импульса рентгеновского излучения
- 2.7 мегаджоуля).
Планируется апгрейд системы с использованием российской силовой установки
(Linear Transformer Driver - LTD) . В 2013-м году ожидаются первые тесты, в
которых получения энергия сравнится с затрачиваемой (Q=l). Возможно, у этого
направления в будущем появится шанс сравниться и превзойти токамаки.
' radial-transmission-line
linear-transformer-driver impedance transformers
(LTD) modules (210 total)
DPF
Dense Plasma Focus "схлопывает" бегущую по электродам плазму с получением
гигантских температур. В марте 2012 на установке, действующей по этому
принципу была достигнута температура 1.8 млрд. градусов.
Levitated Dipole
"Вывернутый" токамак, в центре вакуумной камеры висит торообразный
сверхпроводящий магнит который и удерживает плазму. В такой схеме плазма обещает
быть стабильной сама по себе. Но финансирования у проекта сейчас нет, похоже
непосредственно реакцию синтеза на установке не проводили.
Farnsworth-Hirsch fusor
Идея проста - размещаем две сферические сетки в вакуумной камере
наполненной дейтерием, или дейтерий-тритиевой смесью, прикладываем между ними
потенциал в 50-200 тысяч вольт. В электрическом поле атомы начинают летать вокруг
центра камеры, иногда сталкиваясь между собой.
Выход нейтронов есть, но он довольно мал. Большие потери энергии на
тормозное рентгеновское излучение, внутренняя сетка быстро раскаляется и испаряется
от столкновений с атомами и электронами. Хотя конструкция интересна с
академической точки зрения (собрать её может любой студент), КПД генерации
нейтронов намного ниже линейных ускорителей.
Polywe11
Хорошие напоминание о том, что не все работы по термоядерному синтезу
публичны. Работа финансировалась ВМФ США, и была засекречена, пока не были
получены отрицательные результаты.
Идея - развитие Farnsworth-Hirsch fusor. Центральный отрицательный
электрод, с которым было больше всего проблем, мы заменяем облаком электронов,
удерживаемых магнитным полем в центре камеры. Все тестовые модели имели
обычные, а не сверхпроводящие магниты. Реакция давала единичные нейтроны. В
общем, никакой революции. Возможно, увеличение размеров и сверхпроводящие
магниты и изменили бы что-то.
Мюонный катализ
Радикально отличающаяся идея. Берем отрицательно заряженный мюон, и
заменяем им электрон в атоме. Поскольку мюон в 207 раз тяжелее электрона - в
молекуле водорода 2 атома будут намного ближе друг к другу, и произойдет реакция
синтеза. Единственная проблема - если в результате реакции образуется гелий
(шанс ^1%), и мюон улетит с ним - больше в реакциях он участвовать не сможет
(т.к. гелий не образует химического соединения с водородом).
Проблема тут в том, что генерация мюона на данный момент требует больше
энергии, чем может получится в цепочке реакций, и таким образом пока энергию
тут не получить.
"Холодный"
термоядерный
синтез
Давно является пастбищем псевдоученых (сюда не включен "холодный" мюонный
катализ). Научно подтвержденных и независимо повторяемых положительных
результатов нет. А сенсации на уровне желтой прессы были уже не раз и до E-Cat-
а Андреа Росси2.
РЕЗЮМЕ
• Термоядерная энергия - вовсе не такая кристально чистая. На единственной
реалистичной на данный момент реакции D+T поток нейтронов, который
сделает радиоактивными любые элементы конструкции - в ^10 раз выше, чем в
обычных реакторах на той же мощности. Корпус реактора придется менять
раз в 5-10 лет.
• Человечество безусловно достигнет Q=10 (получаем в 10 раз больше
термоядерной энергии, чем тратим). Этого показателя вероятно удастся
достигнуть и на Токамаке (ITER) и на Z-Machine, в 2030-х годах и позднее.
• Не смотря на достижение Q=10, термоядерные реакторы будут намного
дороже, чем классические урановые из-за более сложной конструкции, более
короткого срока службы корпуса и сверхпроводящих магнитов. Термоядерные
реакторы также не смогут быть маленькими (как, например, плавучая мини-
АЭС)
• Энергии при термоядерной реакции выделяется не так много - на одно
деление урана выделяется в 11.5 раз больше энергии, чем при синтезе D+T
(которая обладает наибольшим энерговыделением среди реакций синтеза)
• Термоядерного топлива как раз не много - тритий очень дорог и дефицитен.
Получение его не проще и не дешевле, чем получение плутония из отходов
урана или U-233 из тория.
• Гелий-3 - никак не помог бы человечеству, даже если бы его были горы на
земле. Паразитная реакция D+D все равно будет давать радиацию, а
оптимальная температура - миллиард градусов, намного сложнее D+T над которой
бьется человечество на данный момент.
• Похоже, ближайшие 1000 лет мы будем использовать реакторы на быстрых
нейтронах, сжигать дешевый уран-238 и торий (Если конечно человечество
не уничтожит себя в очередной войне)
• Тем не менее - человечество обязано продолжать работать над термоядерной
энергией, даже если коммерческий результат будет через 1000 лет, точно
так же, как тысячелетие назад ученые работали над основами математики -
без них не было бы сегодняшнего прогресса.
2 Катализатор энергии Росси (англ. Energy Catalyzer) — аппаратура, созданная
изобретателем Андреа Росси. В 2009 году была подана заявка на изобретение «метод и
аппаратура для проведения экзотермической реакции между никелем и водородом, с выделением
меди». Наиболее вероятно, что там просто происходит сжигание водорода в воздухе (с
образованием паров воды) на грязном никелевом катализаторе. - Прим. ред.
ФОТОГАЛЕРЕЯ
Разное
',1 *JJV« iV
tj L I
ПРОСЬБА
Редакция журнала просит его читателей помочь со
ссылками на интересные статьи практической
направленности. Катастрофически не хватает материала для
разделов: «Техника», «Химичка», «Технологии»,
«Лаборатория» , «Системы», «Практика», «Микроб». Наша
цель - обыскать весь интернет и разместить в
журнале то, что Вам может пригодиться для использования,
как в домашних исследованиях, так и в
профессиональной деятельности.