himiaizhizn012021 by borov665

химия и жизнь

/ 2021

Хорошо жить в России хорошо, но надо быстро, чтобы успеть до прихода революционера, милиционера и врача.

Химия и жизнь

Ежемесячный научно-популярный журнал

/2021

Зарегистрирован в Комитете РФ по печати 19 ноября 2003 года, рег. ЭЛ № 77-8479

ISSN 1727-5903

М. Жванецкий

НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н. Стрельникова Художники А. Астрин, С. Дергачев, А. Кук, П. Перевезенцев, Е. Станикова, С. Тюнин Редакторы и обозреватели Л.А. Ашкинази, В.В. Благутина, Ю.И. Зварич, Е.В. Клещенко, С.М. Комаров, В.В. Лебедев, Н.Л. Резник, О.В. Рындина Ответственный за соцсети Д.А. Васильев Подписано в печать 18.02.2021 Типография «Офсет Принт М.» 123001, Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1 Адрес для переписки 119071, Москва, а/я 57 Телефон для справок: 8 (495) 722-09-46 e-mail: redaktor@hij.ru http://www.hij.ru Соцсети: https://www.facebook.com/khimiyaizhizn https://vk.com/khimiya_i_zhizn https://ok.ru/group/53459104891087 https://twitter.com/hij_redaktor https://www.instagram.com/khimiya_i_zhizn/ При перепечатке материалов ссылка на «Химию и жизнь» обязательна На журнал можно подписаться в агентствах «Роспечать» — каталог «Роспечать», индексы 72231 и 72232 Наши подписные агентства «Арзи», индекс 88763 в Объединенном каталог «Пресса России» (тел. «Арзи» (495) 443-61-60) «Почта России», индексы в каталоге П2021 и П2017 НПО «Информ-система», (495) 121-01-16, (499) 789-45-55 «Урал-Пресс», (495) 789-86-36 «Руспресса», тел. +7 (495) 369-11-22 «Прессинформ», +7(812) 786-58-29, +7(812) 337-16-26 г. С-Петербург

Генеральный спонсор журнала Компания «БИОАМИД»

Содержание Полвека тому вперед ПОЦЕЛУЙ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ. Н. Духина ...................................................2

Глубокий коном ЭНЕРГЕТИКА ПЕРИОДА ПЕРЕМЕН. С.М. Комаров ............................. 10

Разм шлени ЧТО ЕСТЬ ИСТИНА? Л. Жеуч ...............................................................20

Дневник набл дений ПАРТИЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ ПРАВДЫ. С. Анофелес ......................... 22

Разм шлени СЕТЬ ЖИЗНИ. А.В. Кулик....................................................................24

Проблем

и метод

ПАТОГЕНЫ БЫЛЫХ ВРЕМЕН. Н.Л. Резник ..........................................30

Панацейка ГОРЬКИЙ АПЕЛЬСИН. Н. Ручкина.......................................................40

Дневник набл дений БЕЛАЯ МЕТКА. Н. Анина .....................................................................43

Проблем

и метод

науки

МЫ И НАША КРЕАТИВНОСТЬ. А.В. Шкурко ........................................46

Портрет МАРИЯ ГИМБУТАС: В ПОИСКАХ «СТАРОЙ ЕВРОПЫ». С.В. Багоцкий ................................. 52

Фантастика ПОДАРКИ. Ю. Мори ...........................................................................58 НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ рисунок Александра Кука НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ работа Тиффани Божич. Мозг узнаёт предметы, а креативный мозг находит связи между ними, иногда самые невероятные. Об этом читайте в статье «Мы и наша креативность»

Нанофантастика ВЫ АРЕСТОВАНЫ. И. Мягкая ..............................................................64 Резул тат : астрофизика

Короткие заметки

Пишут, что…

Фантастический год

Заканчиваем печатать работы победителей прошлогоднего конкурса научнофантастической журналистики «Полвека тому вперед», посвященные описанию событий 2070 года. Третье место — у репортажа, записанного Натальей Духиной.

Наталья Духина

Поцелуй черной дыры 2

—Д

орогие болельщики, вас снова приветствую я, Рома Ухов. Мы находимся в комментаторской кабинке арены Центрального инновационного технопарка, снаружи бушует метель, а у нас тут тепло-светло, трибуны забиты зрителями. Дождались, сегодня, первого марта 2070 года — финал! Сколько мы с вами болели, трепали нервы — каждую субботу последние три месяца, и вот оно — наконец! Как всегда, рядом со мной профессор Лбов, без него мы, сами понимаете, как без рук. В смысле, голов. — Доброго времени суток, коллеги! — Напомню расстановку сил. Шестнадцать лучших команд, прошедших сквозь горнило жесточайшего отбора, в финале начнут борьбу с нуля, все на равных. Кто займет первые три места — поедут на мировой чемпионат 2070 года. Что мы видим сейчас из своей комментаторской? Сцена в виде манежа закрыта круго-

ия Александра Кука

вым экраном-шторой, по которому плывут изображения шестнадцати кораблей, тут же технические данные и фото создателей. Перед нами также и монитор, картинка соответствует. Вот мимо проплывает претендент номер один — корабль «Винт», команда «винты». За ним «Болт», этот держит вторую строку рейтинга, «болты» — старейшины, гуру нашего турнира. Каждый болельщик знает, но все же повторю: «винты» назвались в пику «болтам», между ними извечное соперничество. Команды опытные, на голову превосходят остальных — ну так еще бы: среди них мировые знаменитости в своих областях — и программисты, и разработчики космических кораблей, и даже академик в наличии. Но молодые не дремлют: третье место — за «барсами», эти ребята — вчерашние студенты. Ожидаем битву. Слышал, молодежь что-то новое придумала. Что скажете, профессор? — Заявлен новый режим двигателя — бозо. На усиленном атоме, то есть на конденсате Бозе — Эйнштейна. Решение, на мой взгляд, спорное.

— А вот проплывает неожиданный участник — корабль «Дятел». «Дятлы» у нас — школьники! Да-да, старшеклассники. Навели шороху на утешительном этапе: последние по рейтингу, а всех обогнали, и вот — в финале. — Повезло, мы все это понимаем. Они, надеюсь, тоже. Примитивная форма корабля в виде сферы, минимальная масса — и они в дамках. Но если бы корабли поместили не в толщу океана юпитерианской Европы, а на покрывающий ее лед, то — без шансов. — «Бы» не считается. Как виртуозно они — поплавком! — усвистали из-под щупалец евроосьминогов! Зрители выли в восторге. А после, раскалив оболочку, проплавили лед! — Все «дятлы» — победители и призеры ВОШ: физ-мат-прогеры, биолог, географ. Географ, кстати, и подсказала, где лед тоньше. В команде, напомним, не более восьми человек. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

— Поздравляем ребят! В соседней с нами кабинке — Вероника. Держитесь! — машем ей. Эта симпатичная девушка — их тренер. Бледная вся, волнуется. Пока есть время, профессор, просветите нас, по какому принципу собираются команды, вы ведь тоже варились в этом котле? — Началось в 2009 году, когда ввели ЕГЭ и добавили возможность поступления в вузы победителям олимпиад. Став призером заключительного этапа всероссийской олимпиады школьников, ВОШ, ты обеспечивал себе БВИ — право учиться в любом по профилю вузе страны без вступительных испытаний. Еще и «перечневые» олимпиады ввели, тоже дающие льготы при поступлении… Сириус, бесплатные сборы, ощутимые выплаты за результат, ЦПМ, «Команда», матбои, летние лагеря… эх-х, детство мое, куда ты уплыло... простите, отвлекся. И устремились все в олимпиадники, конкуренция росла как на дрожжах. Возникли устойчивые сообщества преподавателей, обучающих олимпиадным дисциплинам в школах и вне школ. Если в прошлом веке углубленно изучали предметы лишь в старших классах физматшкол, то уже с 2014 года появились заточенные под олимпиады классы начальной школы. Я в такой второй класс как раз и поступил: конкурс был бешеный, по словам мамы. А с приходом пандемии 20-х… — Три минуты до старта, профессор, ускоримся. — Понял. Сейчас, как мы знаем, начинают раньше, чем с пеленок: беременным читают лекции в уютной обстановке под тихую классическую музыку. Олимпиады проводят для детей с трех лет: начинают со сказок и по нарастающей. Каждый волен выбрать интересное под себя, мы все теперь олимпиадники. Ну и вот он, результат. Команды образуются по взаимной симпатии и согласию зачастую еще со школы. Можно соревноваться хоть всю жизнь, потому что поддерживают материально. — Вот и спонсоры, в смысле, их логотипы, мимо плывут — салют им! В общем, кому надо решить сложную задачу — те объявляют турнир. Или конкурс. И тут же сбегаются желающие. Но наш турнир самый главный. — Да, здесь собраны гениальные мозги разного возраста. И вот еще что. Кто был основной движущей силой тогда, в начале пути? Это матери наши, они толкали-пихали чад. Вот так. — Внимание! Шторка поехала вверх, обнажая центральную сцену! Началось! Вокруг пустых постаментов восседают команды. Седые и юные, тонкие и толстые; лица одинаково перекошены напряжением. На подвесных нагрудных столиках крепятся папки — это компьютеры, с которых они управляют кораблем. А-а! Считаем! Три… Два… Один… Пуск! Пошло-о! На постаментах растут шары-ы! Профессор, вот стакан, запейте уже свою таблетку. — Кхе-кхе… еще разок стукните… Благодарю. — Напоминаю: первый этап длится десять минут. За это время из микроскопического семени на по-

стаменте вырастает шар диаметром пять метров с прозрачной оболочкой и — космический корабль внутри. Бегущая строка на наших мониторах, дорогие болельщики, отражает технические параметры — но детали разумнее смаковать после в записи, а сейчас нам важнее охватить битву в целом — верно, профессор? «Болт» и «Винт» похожи на сигары, «Барс» выполнен в иной стилистике, бесформенно-жуткой, ну и вкусы у молодых. «Дятел» против этих махин — сравните по весу! — глядится несерьезным воздушным шариком. — Из семени стековым образом разворачивается информация. Отображение — вот то, что вы видите, — виртуальное, объемная голограмма, но это лишь в целях безопасности. Точно так же корабль можно распечатать, но займет это, конечно, больше времени, поскольку будут использованы реальные материалы. — Лучшие модели будут отобраны спонсорами для реализации, многие идеи пришли в космическую отрасль из таких вот турниров; а их разработчики… — Роман, давайте не будем растекаться. Мне бы хотелось поговорить о цели. — Слушаем вас внимательно, профессор. — Как известно, через небольшое по меркам Вселенной время наш Млечный Путь столкнется с Туманностью Андромеды. И вот эти на первый взгляд игрушки… хотя какие они игрушки: готовые модели современных кораблей… спасут нашу галактику. Когда-нибудь заброшенные навстречу Андромеде семена прорастут в сгустки плазмы или белые дыры с громадной гравитацией и оттолкнут ее: столкновение не состоится. Но это глобально. Если говорить о событиях более близких… — О, первый готов! Звездолет времен Голливуда! И остальные за ним. Посмотрите, один другого оригинальнее! Добавлю насчет цели. Чего мелочиться, профессор? Почему бы из семени не создать сразу Вселенную под себя? Шучу, не делайте такое лицо. — Роман, расскажите лучше — что будет, если по истечении десяти минут корабль не успеют выстроить? — Им же хуже. Дело не только в том, что снимут баллы: внешняя среда ждать не будет, накинется сразу на всех. С потолка манежа сверзятся змеи, вопьются в шары и… — Не пугайте наших зрителей. Змеи всего лишь кабели, через них в шары загружается информация, определяющая внешнюю среду обитания, причем единую для всех шаров. — Про океан на Европе, спутнике Юпитера, мы уже упоминали. Еще корабли закидывали в жуткую атмосферу того же Юпитера, на Марс, Венеру, на орбиту Меркурия, в жерло вулкана... Профессор, как думаете, куда на этот раз? — Что вы, информация засекречена, никто и близко не подозревает. Через минуту увидим. — Все корабли мигнули о готовности. Хотя… что с «Барсом»?

— Вот! Этого я и опасался. Разве можно вводить новое перед финалом — без опробования в малых боях?! Могут не успеть запуститься: там же плотная упаковка почти недвижных атомов, фактически один большой атом, требуется охлаждение почти до... — Ух, успевают в последнюю секунду… экстремаальщики! Щупальца впиваются в шары! И-и… что это? Где это? Профессор! — Судя по координатам, в шары загрузили внешнюю часть Солнечной системы. Хех, да это же орбита гипотетической девятой планеты! Ее присутствие объясняет необычное поведение объектов ледяного пояса Койпера. Видим объект… Ого! Он у нас не планета! А первичная черная дыра! Еще в 2019 году Шольц и Анвин предположили ее существование. Массой в пять земных и диаметром 4,5 см. — Что значит — «первичная»? — Образована при Большом взрыве, а не путем коллапса звезды. Вот нам показывают ее вблизи — темное пятно внутри светлого ореола, похожего на волосы. Или усики. Это излучение Хокинга, он сам называл эту фотонную пленку «легким пушком», она характеризует энтропию дыры. Что я вижу! Организаторы выставили массу дыры как десять земных и разместили совсем рядом с нашими космолетами! — Корабли удирают на полной тяге, но дыра их не отпускает, подтягивает все ближе, ближе… Плющит в блины! Вспышка! Что это? — Рядом с горизонтом события физика другая, сила притяжения чудовищно возрастает, рвет материю, распыляет в частицы. Отсюда взрыв. — Семерых уже заглотила эта прожорливая Горгона! Как же быстро! Неужели организаторы вознамерились уничтожить нашу флотилию столь варварским способом? Безобра… (Слышен стук — Роман падает со стула.) — Первыми опомнились старички. «Болт» и «Винт» извергают себя: применяют реактивное движение. Вот что значит опыт: предусмотрели, как увеличить тягу. — Сигары как бы искуриваются, оставшиеся ядра удирают! Но бегут в разные стороны. Куда? — Думаю, хотят укрыться на астероидах. — Но у них нет звездной карты! — Хех, они помнят. — А просто удрать, куда глаза глядят? — Не хватит топлива, поистратились. Видите, траектории пошли изгибаться… сейчас их снова туда… — А «Барс»-то! На месте стоит! — Сила притяжения дыры равна силе тяги двигателя, вон же формула. Но топливо вот-вот закончится... Ого, включился! Врубили-таки обещанную бозо-тягу! Уйдут, нет? — Остальные корабли, как видим, ёкнулись. — Не все — «Дятел» сопротивляется. Ну, с его маленькой массой… как мы знаем, сила притяжения между объектами определя…

— Астероиды! Вон их сколько несется! Попадут на них «Винт» и «Болт»? Да-а! Но — всмятку. Разбиваются? — Процент в углу монитора подсказывает нам: живы. Но ранены. И «Барс», смотрим… врезается в ледяную глыбу. Тоже ранен. Топлива ни у кого не осталось. Ничего, астероиды их вынесут из опасной зоны. Теперь слово за жюри — им решать, кто достойнее. — Ну хоть трое спаслись. Хотя… Еще «Дятел» барахтается! А это что за формулы, профессор? —Ёкэлэмэнэ. Притяжение обнулилось! «Дятел» движется по инерции! Фанта-а-астика! — Не будете любезны пояснить, что именно «фантастика»? — Дайте воды. Спасибо. Они окружили корабль сферической эквипотенциальной поверхностью нулевой гравитации! Значит, и масса корабля — нуль относительно внешнего наблюдателя, и дыра его не видит! При этом изнутри масса — не нуль. Как они это сделали? Не понимаю. Это же невозможно! — Ха! Дети не знали, что это невозможно. Тем временем «дятлы» в полном составе собираются у трубок, вылезших из постамента, и дуют! Заче-е-ем? — Смотрите — возник раструб воздуховода возле их корабля. Напрямую отсюда, типа прокол пространства. Это разрешено — с прицелом на будущее. Но уровень энергии система пропускает смешной: грубо говоря, батарейка зашкалит. А, ясно: хотят отклонить корабль, дуя на него воздухом — как воздушный шарик. Красивая идея. Жаль, не сработает. Видим, «Дятла» лишь слегка повело, инерция несет его прямо на дыру. — Ох… Друзья, я вынужден вас покинуть. — Роман отбыл к Веронике. Она, кажется, в обмороке. А мы продолжаем. Что это? Не может быть! Погодите, очки протру. Да. «Болты» всем составом окружили постамент «дятлов». Дети лежат, обессиленные — выдули, похоже, все легкие. Теперь дедушки дуют. Вопрос: можно ли оказывать помощь? В правилах значится: запрещено выходить на сцену посторонним. Но если корабль не погиб, то команда имеет полное право пребывать тут. Запрещены подсказки в любом виде, но где вы видите подсказки? Все происходит молча! Смотрите, «винты» тоже спешат на помощь! И вот опытнейшие команды дуют в резонанс! О-о, неужели и «барсы»? Да, они тоже. Молодые, сильные. Имеем резонанс в квадрате. А ведь это шанс. Корабль отклоняется все сильнее. Касается усиков черной дыры… И-и… и! Проходит! Поцеловались и разминулись. Хватит уже дуть, дальше по инерции! Вот, опомнились. Стоят все красные. Уже не стоят — упали. Да-а. Наплевали, получается, на свое положение в таблице. Потому что — идея красивая. А красота, как мы знаем… Хм-м, еще же жюри, что оно? О, в соседней кабинке появляются головы Романа и Вероники! Глаза у обоих квадратные. Погодите, Роман чего-то мудрено машет… а, сейчас эфир отру... «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

РЕЗУЛЬТАТЫ: АСТРОФИЗИКА

Нити солнечного ветра

олнечный ветер – это порож даемый нашей звездой поток плазмы, которая движется в магнитном поле. Частицы ветра распространяются на периферию Солнечной системы д а леко за пределы планетных орбит. Рядом со светилом у же десятилетие на ходится целая флотилия американских и европейских спутников, держащих под

контролем всю его поверхность. Их данные, в частности, позволили установить, что в короне Солнца, то есть верхнем, самом ра зреженном и горячем с лое его атмосферы, существуют так называемые корональные дыры, темные в ультрафиолете. Они иногда рождают энергичные гейзеры солнечной плазмы, плюмы, которые д ают нача ло потокам солнечного ветра. Свеж ие д анные о строении и динамике плюмов полу чила группа из шести американских ис-

следователей во главе с Вадимом Урицким из Центра НАСА им. Годдарда. Для анализа ученые взяли фотографии короны, сделанные несколько лет назад космическим аппаратом SDO (Солнечная динамическая обсерватория). Применив инновационные методы обработки, они сумели повысить резкость изображений и устранили шумы. Так удалось установить, что плюмы с характерными размерами порядка ста тысяч километров состоят из нитевидных структур с

толщинами в десятки раз меньше. Эти яркие нити и сосредоточивают в себе основную массу ионов солнечного ветра. Оказа лось, нити одного плюма движутся и колеблются независимо друг от д ру г а. Ученые пр е д полаг ают, что нитевидная струк т ура может определять динамические характеристики распространяющейся плазмы солнечного ветра, а именно скорости ее сгустков, форму магнитных полей и пространственную эволюцию. Детали строения солнечной короны остаются одной из основных загадок солнечной физики. Свойства магнитного поля вблизи поверхности светила, равно как и местные харак теристики его плазмы, до сих пор окончательно не выяснены. Физика происходящих в короне Солнца явлений также во многом загадочна. Например, непонятно, что нагревает корону до миллиона градусов, хотя температура лежащей под ней фотосферы всего около шести тысяч градусов. Авторы предполагают, что с нитями плюмов могут быть связаны недавно найденные зондом Parker инверсии магнитного поля в солнечном ветре. (The Astrophysical Journal Letters, 907 (1), 2021)

Гиганты наклоняются

си вращения некоторых планет Солнечной системы отклонены на углы в десятки градусов от перпендикуляров к их орбитам. Такие отклонения определяют смену времен года при орбитальном движении планет из-за изменения пропорции солнечного света, падающего на южные и северные полушария. О причинах несовпадения экваториальных плоскостей планет с плоскостями их орбит не одно столетие иду т диск уссии в нау чном сообществе. Общепринято, что наклоны определяются резонансами между планетами, то есть равенством или соизме-

римостью различных временных п е р и о д о в, х а р а к т е р и з у ю щ и х повторяемость их орбитальных обращений или собственных вращений. Резонансы предполагают взаимодействие и обмен энергией между двумя или несколькими планетами. Астрофизики считают, что наклон планет-гигантов Юпитера и Сатурна связан с резонансами прецессий их вращения с прецессиями орбит Урана и Нептуна соответственно. До сих пор полагали, что этот наклон определился несколько миллиардов лет наза д на заре существования Солнечной системы, когда Уран и Нептун переместились на нынешние орбиты, резонансные с орбитами планет-гигантов. Однако недавно эти представления подвергла сомнению небольшая группа ученых из Франции и Италии под руководством доктора Мелен Сайнфест из Парижской обсерватории, опубликовавшая две статьи на эту тему. Ученые установили, что наклоны осей главных планет-гигантов задаются движением их массивных спу тников, галилеевыми у Юпитера и Титаном у Сатурна. Изменения углов оказались связаны с удалением этих спутников от родительских тел. К противоречию с прежней теорией привели наблюдения последнего времени, уточнившие в сторону увеличения скорости убегания спутников. Новые сценарии , предложенные авторами, утверждают, что после попадания вращения систем Юпитера и Сат урна в резонансы с обращениями Урана и Нептуна наклоны пары крупных гигантов стали непрерывно изменяться. К примеру, убегание спутников от не имевшего наклона Сатурна миллиард лет назад привело его в резонанс с Нептуном. С тех пор наклон менялся непрерывно и достиг сегодняшних 27 градусов. Авторы считают, что при продолжающемся уд а лении спу тников наклоны двух массивных гигантов в ближайшие несколько миллиардов лет буду т непре-

рывно возрастать примерно на градус в сотню миллионов лет. Такие величины, заметим, невозможно выявить при сегодняшнем уровне техники. Авторы предполагают применить свой подход к планетам-гигантам в далеких экзопланетных системах, однако для этого нужно уметь определять наклонения таких планет и положение их спутников. Наши читатели, конечно, знают об удалении Луны от Земли с текущей скоростью 38 км в миллион лет, поэтому вполне могут предположить, что наклон оси вращения Земли подвержен действию аналогичного механизма и это может повлиять на климат. Однако, по-видимому, скорость таких изменений несопоставимо мала в сравнении со скоростью эволюции земной жизни. (Astronomy and Astrophysics, 640, A11, 2021; Nature Astronomy, 18 января 2021 года)

Вещество транснептунов

осле того как Плутон исключили из числа планет Солнечной системы, самым удаленным от светила стал Нептун. Он расположен на расстоянии тридцати астрономических единиц (радиусов орбиты Земли) от Солнца. За Непт уном на ходятся орбиты Плутона, Хаумеи, Эриды и других сравнимых с ними по размерам карликовых планет. Кроме них на периферии Солнечной системы движутся более мелкие твердые и темные тела. Их орбиты мог у т быть самыми ра знообра зными: к ру говыми, вытянутыми, сильно нак лоненными к плоскости эклиптики. По своим орбитальным параметрам и вещественному составу поверхности все транснептуновые тела подразделяются на группы, происхождение которых в деталях неясно. Недавно космический аппарат НАСА «Новые горизонты» (New Horizons) изучил два из них, про«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

летев мимо Пл у тона, а затем мимо малого астероида Аррокот, на ходившегося на расстоянии сорок с небольшим астрономических единиц от Солнца («Химия и жизнь», 2020, 5–6). Оптические приборы зонда позволили составить карты распределения различных веществ на поверхности этих тел. Основную информацию о составе других транснептунов дают спектры, снятые в самые сильные телескопы. К ним принадлежит и орбитальный телескоп Спитцер, принимающий инфракрасное излучение. Получить на нем детальные спектры транснептуновых тел, а значит, точно определить химический состав, достаточно сложно из-за малой яркости отражаемого ими солнечного света. Оказалось, что для оценки состава темных тел можно сравнивать их изображения, полученные через два оставшихся в работе широкополосных фильтра телескопа, центрированных на длинах волн 3,6 и 4,5 микрон. Такой подход реализовала американо-европейская команда из пятнадцати исследователей под руководством док тора Эстелы Фернадес-Валенсуэлы из университета Центральной Флориды. Исследователи наложили данные Спитцера об оптических характеристиках сотни транснептуновых тел на цветовые диаграммы различных веществ и их смесей и тем самым разбили тела на группы с похожим составом. Оказалось, что основные вещества поверхности транснептунов – это льды воды, метана, метанола, сложные органические соединения (толины), аморфные силикаты. Наиболее распространена смесь воды, аморфных силикатов и сложной органики: это три четверти объек тов. Остальные содержат льды моно- и диоксида углерода, метана или метанола. Похоже, силикаты доминируют только на самых ма лых тела х. Водяной лед в различных долях содержат 86% тел. Новый уникальный метод позволяет анализировать слабые излучения самых разных космических тел.

Авторы надеются применить его для будущей обработки данны х новейшего орбит а льного телескопа имени Джеймса Вебба, запуск которого НАСА постоянно отк ладывает. ( The Planetar y Science journal, 25 января 2021 года)

Древо Млечного Пути

овременная астрофизика считает, что крупные галактики появляются при слиянии галак тик помельче за счет гравитационного притяжения, хотя есть и другие теории. Галактики содержат звезды, пыль, газ и более сложные подсистемы, например шаровые скопления звезд, движущиеся по кеплеровским орбитам вокруг галак тических центров. Эти скопления представляют собой компактные кластеры из миллионов звезд с близкими возрастами и металличностью, то есть долей элементов тяжелее гелия. Если предположить, что при слияниях галактик шаровые скопления обобществляются и становятся спутниками ядра вновь образовавшейся галак тики, то м ож н о п о п ы т а т ь с я в ы д е л и т ь их группы, принадлежавшие ее предшественницам. Тем самым уд а лось бы охарак теризовать мелкие галак тики до слияния, а так же выяснить, сколь давно они присоединились к Млечному Пути. Для этого, конечно, приходится закладывать в модели немало гипотетических соображений, а расчет требует значительных вычислительных ресурсов. Именно такой теоретический подход к Галактике, содержащей п ол тор ы с от ни ш ар о в ы х к л астеров, да еще с применением искусственного интеллекта, реализовала немецко-британская команда ученых под руководством доктора Дидерика Крёйссена из Гейдельбергского университета. У исследователей уже имелась

программа E-MOSAICS, позволяющая вычислять характеристики шаровых кластеров для родительских галактик с различными параметрами. Они создали алгоритм нейронной сети и обучили его с помощью результатов работы программы E-MOSAICS. Затем этот иск усственный интеллек т проанализировал параметры известных скоплений Млечного Пути на предмет связи их возраста, доли тяжелых элементов и параметров орбит с предполагаемыми характеристиками их родительских галактик. Так впервые была реконструирована генеа логия Млечного Пути, который предположительно «съ ел» около сотни миллиардов звезд из полутора десятков галактик-предшественниц. Исследователи уточнили времена слияния галактик и их массы, а также выявили ранее неизвестное событие: поглощение Млечным Путем крупной галактики, которую назвали Кракеном. Это произошло одиннадцать миллиардов лет наза д, когда масса нашей галактики была вчетверо меньше теперешней. Другое ранее известное и подтвержденное в работе крупное слияние случилось шесть миллиардов лет назад. Авторы работы надеются, что им уд астся выявить все групп и р о в к и з в е з д , д о с т а в ш и хс я Млечному Пути от галактик-предшественниц. (Monthly Notices of Royal Astronomical Society, 498 (2), 2472, 2020)

Выпуск подготовил А. Гурьянов

и и м и «Х и жизни» ! Н о о на т е л у м е н 55по-преж плодоносит!

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Глубокий эконом

Кандидат физико-математических наук

С.М. Комаров

Энергетика периода перемен 10

Нам предстоит совершить глобальную энергетическую трансформацию и пережить в ближайшие тридцать лет семь революций в энергетике. К чему это может привести? Семь революций Список семи революций периода трансформации, которые выделяет А.Б. Чубайс, бывший глава РАО «ЕС России», РОСНАНО, а ныне спецпредставитель президента РФ по связям с международными финансовыми организациями, таков. Первая — новая электрификация, в ходе которой создаваемые генерирующие мощности используют иные технологические принципы, а не сжигание ископаемого топлива. Вторая — промышленное хранение электроэнергии, которое неизбежно при вводе «зеленых» мощностей. Третья — децентрализация

Фото: Alarmy Stock Photo

производства энергии и освобождение потребителя от поставщика: он сможет покупать энергию практически как хлеб в магазине. Четвертая — декарбонизация, или полный отказ от углеводородов при производстве энергии и переход к водородному топливу. Пятая, шестая, седьмая — использование постоянного тока в быту, передача энергии на большие расстояния без проводов и повальная цифровизация. Различные аспекты этих революций специалисты обсуждали на двух конференциях, которые состоялись в самом конце декабря 2020 года. Одна, «Сто лет электричества», посвященная 100-летию подписания председателем Совнаркома В.И Лениным плана ГОЭЛРО, прошла по инициативе А.Б. Чубайса, а вторую, «Водород. Технологии. Будущее», организовал в Томском университете свежесозданный Консорциум по развитию водородных технологий «Технологическая Водородная долина». С помощью проводившихся там дискуссий попробуем присмотреться к очертаниям того будущего, которое нам сулит энергетическая трансформация со своими революциями.

У меня есть отличный план — надо что-то делать! Этой фразой можно охарактеризовать настроение отечественного энергетического сообщества, которое его представители продемонстрировали на обеих конференциях. Причиной такой растерянности оказалась декарбонизация, которая свалилась на их головы. Вот некоторые числа. Лидер евросоюзовской декарбонизации, ФРГ, планирует к 2050 году сократить выбросы парниковых газов на 80% от уровня 1990 года и добиться, чтобы возобновляемые ресурсы давали 60% всей энергии и 80% электричества. К 2018 году план оказался перевыполнен: доля зеленой генерации достигла 38%, тогда как должно быть 35% к 2020 году. В Великобритании уже к 2030 году хотят сократить такие выбросы на 68% по сравнению с 1990 годом, причем уже в 2019-м в королевстве возобновляемые источники покрывали 37% потребности в электричестве и 12% общей потребности в энергии. В Шотландии и вовсе мечтают в 2050 году сократить выбросы на 90%. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Фото: Александр Щербак/ТАСС

Фото: Гавриил Григоров/ТАСС

Диспетчер мучительно думает, что ему следует отключить, чтобы принять в сеть зеленую энергию

Тепловые станции в РФ вырабатывают за счет сжигания газа львиную долю электроэнергии и тепла для обогрева зданий

В США в целом ситуация иная: в 2050 году доля зеленых энергий не превысит 11% энергобаланса. А вот в штате Нью-Йорк уже к 2030 году 70% энергии будет зеленой, к 2040-му — 100%, выбросы же уменьшатся к 2050-му на 85%. В Калифорнии и на Гавайях полной чистоты электричества хотят достичь к 2045 году. В Японии, которая свою безуглеродную энергию получала на многочисленных атомных станциях, ситуация после взрыва в Фукусиме хуже: при планах сократить эмиссию на 80% к 2050 году, к 2030-му заявлено лишь снижение на 18% от уровня 1990 года, а солнечная энергетика дает сейчас всего 7% всей генерации. У Южной Кореи тоже скромные планы: к 2030 году они хотят сократить выбросы на 37%, а производство зеленой энергии поднять до 33% к 2040-му. «Как мы себя поведем в этой ситуации? — спрашивает А.Б. Чубайс, занимавший председательское кресло на первой сессии конференции «Сто лет электричества». — Будем мы этим активно заниматься или скажем, что у нас достаточно нефти и газа, чтобы жить без такой энергетики еще пятьсот лет?». Многие хотели бы услышать в ответ — «да, мы присоединимся к мировому сообществу в его борьбе за снижение выбросов парниковых газов!». Однако экономическая действительность склоняет ко второму ответу. В самом деле, не очень просто пропагандировать идею отказа от ископаемых ресурсов в стране, которая обладает большими запасами этих ресурсов и неплохо торгует ими на мировом рынке. В 90-е годы, когда А.Б. Чубайс возглавлял РАО «ЕС России», в которое преобразовали российский сегмент Единой энергосистемы СССР, была проведена коренная реконструкция электрической отрасли. В частности, все угольные электростанции были переведены на газ, который тогда считали экологически более чистым топливом, чем уголь. При этом, чтобы не

попадать в режим цейтнота из-за нехватки энергогенерирующих мощностей, был создан немалый резерв мощности. Так, если пиковое потребление страны в самую морозную пору требует 159 ГВт мощности, то мощности имеющихся станций, так называемые установленные мощности, составляют 253 ГВт. Это позволяет без опаски проводить плановые ремонты и реконструкции электростанций. Все электростанции поставляют энергию в единую сеть по долгосрочным договорам.

Зеленые беды И вот теперь на этом рынке появляются зеленые энергии от солнца и ветра. С присущими им недостатками, а именно: высокой себестоимостью и цикличностью производства. Что делать диспетчеру сети? Он должен остановить какую-то газовую электростанцию, вырабатывающую дешевую энергию, и заместить ее дорогой, зеленой. Для развития альтернативной энергетики была применена хитрая схема, когда затраты на создание новой электростанции ложатся на всех потребителей электроэнергии за счет так называемого договора поставки мощности. Это позволило на время решить вопрос высокой цены зеленой энергии: инвестор получил гарантию окупаемости проектов через повышенные платежи энергорынка. Однако чем больше зеленых мощностей введено, тем выше оказывается цена электричества. И тут количество уже перешло в качество: чтобы сдержать инфляцию, Правительство РФ в 2021 году сократило программу поддержки зеленой энергетики. У энергетиков сама постановка вопроса вызывает отторжение: зачем же мы глушим прекрасно работающие и свежемодернизированные газовые станции ради того, чтобы время от времени принимать энергию от дорогих ненадежных источников? Ведь в результате

Фото: Петр Ковалев/ТАСС

Атомная энергетика – второй после гидростанций источник декарбонизированного электричества в РФ

идет омертвление инвестиций: от газовых станций нельзя отказаться, они служат буфером — генерируют надежную энергию, когда нет ни солнца, ни ветра. Однако когда зеленая энергия поступает, газовая станция простаивает, поток дохода от нее пересыхает, что не радует инвесторов. Предприниматели, создающие станции зеленой энергии, отвечают, что время восхода Солнца прекрасно известно, предсказать появление ветра можно с точностью до часа. Поэтому потребность в резервных мощностях сильно преувеличена и по мере развития альтернативной энергетики надобность в них будет падать. У диспетчеров энергосистемы эти соображения оптимизма не вызывают, и они, чтобы не обострять дискуссию, отвечают: да разве мы против? Будут потребители, готовые покупать вашу дорогую энергию, — мы с радостью ее им продадим. Но ведь нет таких потребителей.

Тупиковая декарбонизация В силу перечисленных причин основными электростанциями в РФ, которые не вносят прямой вклад в глобальное потепление и, стало быть, способствуют декарбонизации, оказываются гидростанции и атомные реакторы. А солнечная, ветровая, не говоря уж о приливной и геотермальной, энергетика занимает маргинальное положение: если не служит довеском к общей генерации, то оказывается источником энергии на территориях, где централизованных поставок электричества либо нет, либо они ненадежны. Отсюда следует, что в обозримом будущем никакой декарбонизации энергетики в РФ не случится, и это не чей-то каприз, а следствие объективной экономической и технологической ситуации. А есть ли вообще в ней

надобность? Удивительно, но, согласно внутреннему законодательству и внешним обязательствам, никакой надобности в декарбонизации российской экономики нет. Так, в Парижском соглашении сказано, что РФ должна к 2030 году выйти на уровень выбросов парниковых газов в 70—75% от уровня 1990-го. Аналогичная цель поставлена в указе Президента РФ № 666 от 4 ноября 2020 года. Однако начиная с 1998 года из-за окончательного краха советской промышленности уровень выбросов на территории РФ стабильно держится около 50% от уровня 1990 года. И выходит, для выполнения обязательств выбросы надо не снижать, как во всем мире, а увеличивать. Эта странная правовая коллизия ставит в тупик всех экономистов, которые задумываются о декарбонизации экономики. Чем плох такой подход к декарбонизации? Рассматривать моральные мучения от насыщения атмосферы парниковыми газами не станем, а обратимся к геополитике. Вполне естественно, что под разговоры о глобальном потеплении у лишенных энергоресурсов развитых промышленных стран ЕС, а также КНР и Японии возникает желание избавиться от энергетической зависимости. Однако переход на собственные источники, то есть возобновляемую энергию, стоит дорого, и продукция становится неконкурентоспособной. Как решить проблему? Очень просто: ввести налог на углерод. Внутренние товаропроизводители так и так используют дорогие энергоресурсы, и их выбор будет склоняться к местным, то есть альтернативным источникам энергии. А вот внешние лишатся преимущества своих дешевых ископаемых энергоносителей. Сколько это будет стоить? По оценкам специалистов, в год российская промышленность поставляет на Запад товары, при производстве которых было выброшено в атмосферу 1 млрд тонн углерода, а на Вос«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Фото: Александр Яковлев

По этим трубам вода перетекает между водохранилищами самого крупного в РФ хранилища электричества – Загорской гидроаккумулирующей электростанции

ток — 250 млн тонн. Передовые экономисты из США рекомендуют использовать налог в 30—60 долларов на тонну углерода сейчас с перспективой вскоре поднять его до 100 долларов. Таким образом, российские промышленники очень скоро начнут платить в казну ЕС по меньшей мере 30 млрд долларов в год налога, который пойдет на дальнейшее развитие в ЕС альтернативной энергетики. А.Б. Чубайс называет эту ситуацию огромным провалом российской внутренней политики. Еще бы: введи такой налог внутри страны, эти деньги пошли бы на развитие отечественной безуглеродной энергетики. А дальше все просто: покупай сертификаты зеленых энергокомпаний на электричество, что они поставили в сеть, и гаси их на таможне: мой товар сделан без выбросов углерода. Такие сертификаты уже придуманы Правительством РФ, но вот выработка зеленой энергии в стране маловата, чтобы обеспечить ими всех экспортеров. Зато под внешним давлением появляются потребители дорогой энергии, об отсутствии которых сейчас печалятся диспетчеры электросети. Вторая проблема еще серьезнее, и она отмечена в «Стратегии экономической безопасности РФ на период до 2030 года». По мере развития мировой декарбонизации будет падать спрос на ископаемые энергоносители, которые приносят немалый доход в бюджет страны и обеспечивают заработную плату огромному числу людей. И спрос уже падает, причем вне соображений об экономической целесообразности. Так, в приказном порядке прекращены мировые инвестиции в угольную промышленность: по планам декарбонизаторов она должна стать первой жертвой энергетической транс-

формации. Очевидно, что далее аналогичному остракизму подвергнутся нефть и газ. А как же жить без угля, спросит просвещенный читатель? Ведь если энергию можно взять от солнца и ветра, то без угля не выплавишь сталь. На этот вопрос есть ответ: получайте железо прямым восстановлением из руды с помощь электролиза или водорода. Последнюю технологию действительно используют, процесс называется прямым восстановлением железа из железорудных окатышей, он дает высокочистый металл, из которого потом можно сделать хорошую сталь. В СССР эту технологию реализовали на Оскольском электрометаллургическом комбинате. Правда, там водород оказывается голубым: его получают из природного газа, что сопровождается выбросами парникового СО2. Однако можно придумать технологию, в которой весь образующийся при разложении метана углерод растворяют в железе и получают сталь, а если такого водорода не хватит, его сделают из воды электролизом. Тогда получится пусть дорогая, но совершенно зеленая сталь. Еще лучше, советуют сторонники декарбонизации, заменить сталь алюминием — его-то получают с помощью вполне возобновляемого гидроэлектричества. Специалисты, слыша эти слова, крутят пальцем у виска, но они не совсем правы. Ведь создатель первых промышленных установок по производству углеродных нанотрубок доктор Эндо Маринобу еще пятнадцать лет назад демонстрировал алюминий-нанотрубочный композит, прочность которого не уступала стальной (см. «Химию и жизнь», 2007, 8). Очевидно, что, используя меры финансового стимулирования декарбонизации, можно и такой материал сделать более экономически привлекательным, нежели «грязная» сталь. Предчувствуя недоброе, отечественные газовики хотят начать торговать так называемым голубым водородом, то есть полученным из природного газа. Они говорят своим немецким партнерам примерно так. Ну хорошо, у вас идет декарбонизация. Электричество

Фото: Иван Шитов

Фото: Валерий Шарифулин/ИТАР-ТАСС

вы будете получать от воды, солнца и ветра, но оно же не заменит моторное топливо. В качестве моторного топлива вы выбрали водород. Для его получения вы, по требованию Брюсселя, строите огромные электролизеры. Но ведь такой водород, полученный разложением воды, стоит очень дорого! Возьмите наш метан и в реакции конверсии сделайте из него водород — он получится в десять раз дешевле. У нас и технологии все имеются! Мы, конечно, могли бы такое производство наладить на территории РФ, но, сами знаете, водородопроводы требуют несколько другой системы безопасности, чем трубопроводы природного газа. Давайте поставим фабрики водорода на окончании Северного потока, и все будут счастливы. Вы с таким дешевым голубым водородом станете развивать водородную энергетику. Пока потребителей водорода у вас нет; они и не появятся, если водород будет дорогим. Мы же продолжим поставлять природный газ по имеющимся трубопроводам и не надо ничего менять, а как разовьется потребление водорода, возникнет его рынок, так и встанет задача замены голубого водорода зеленым. Выйдет прекрасная процедура постепенной декарбонизации. В этом замечательном рассуждении есть дефект: при конверсии метана неизбежно освобождается углерод. И хорошо, если в виде твердой сажи: ее можно использовать или закопать с глаз долой. Однако во многих технологических схемах получается тот самый парниковый СО2, для борьбы с которым и придумана декарбонизация. Совсем не очевидно, что идея с голубым водородом сработает, даже если не брать во внимание политическое давление. А с ним и подавно: никто не помешает обложить голубой водород спецналогом, и он окажется по той же цене, что и зеленый, электролизный. Третья беда, связанная с промедлением декарбонизации экономики, состоит в том, что страна оказывается без отечественных технологий и специалистов, умеющих работать без сжигания ископаемого топлива.

ГАЭС и подобные промышленные хранилища энергии (фото слева) в нашей стране сейчас используют для сглаживания пиков энергопотребления. Но без них невозможно включить в энергосеть сколько-нибудь значимые мощности солнечных и ветровых станций. Хорошо, что несмотря на свои огромные размеры солнечные электростанции и ветропарки в РФ дают и в ближайшее время будут давать лишь ничтожную долю в энергобалансе страны. На фото: солнечная станция «Перово», построенная в Крыму австрийскими энергетиками в 2011 году, когда она вошла в число 20 самых больших станций Европы, и Зеленоградская ветряная станция в Калининградской области

Поэтому если безуглеродная энергетика вдруг оказывается востребованной в силу политических причин, придется пользоваться не своим, а зарубежным опытом, при условии, что к нему будет открыт доступ. Вот отличный пример из японской практики, который подсказывает, как не отстать в развитии перспективных технологий. В этой стране поставлена задача занять японскими аккумуляторами 50% мирового рынка хранилищ энергии (а без них, как видно из следующей главы, декарбонизация невозможна). Чтобы обеспечить форсированное развитие отрасли, правительство сейчас субсидирует японским домохозяйствам две трети стоимости аккумулятора для личной солнечной электростанции; при таком подходе она уже перестает быть предметом роскоши. Более того, домохозяйствам предлагают не покупать аккумуляторы, а брать их в аренду и использовать для накопления энергии с последующей продажей ее в сеть.

Собранное — сохранить Хранилища электричества — важнейший революционный элемент энергетической трансформации. В принципе с продуктами такой революции каждый сталкивается повседневно — это мощные литий-ионные аккумуля«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

торы; они обеспечили нынешний расцвет мобильной электроники и средств индивидуальной мобильности: электросамокатов и электровелосипедов. Только благодаря аккумуляторам эти устройства ворвались в нашу жизнь и очень сильно ее изменили. Они же ведут к глобальному преображению всего транспорта (это еще одна идущая сейчас революция), обеспечив не только возможность его полной электрификации, но и появление самодвижущихся роботов на земле и в воздухе. (К глубочайшему сожалению, роботов не только для мирных перевозок граждан и грузов, но и роботов-убийц, боевых беспилотников, которые конечно же должны быть запрещены.) А вот применительно к энергетике прогресс не столь скор. Как видно из рассказа о бедствиях российской зеленой энергетики, нестабильность выработки энергии альтернативными источниками служит камнем преткновения на пути их триумфального шествия по мировой экономике: при определенной их доле возможностей тепловой энергетики уже не хватает, чтобы покрыть скачки в производстве и потреблении электричества. Помочь могут хранилища энергии. Когда речь идет об электростанции для личного пользования, таким хранилищем оказывается электрохимический аккумулятор. В РФ это, как правило, свинцово-кислотные, в ЕС, США и Японии конкуренцию им составляют литий-ионные. У обоих аккумуляторов есть серьезные недостатки при использовании в промышленности: они очень дороги, служат несколько лет, не очень любят полного разряда, а литий-ионные еще и время от времени взрываются. Впрочем, те, кто лишен надежного доступа к электричеству и вынужден использовать солнечные батареи, мирятся с этими недостатками — альтернативы-то нет. Однако промышленные альтернативы электрохимическим аккумуляторам имеются. Самый массовый промышленный аккумулятор — это гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС): два водохранилища на разных уровнях и турбина между ними. В верхнее воду закачивают при избытке энергии, а в нижнее она вытекает при ее недостатке. Самые крупные системы ГАЭС находятся в Японии (26,7 ГВт), в США (22,6 ГВт) и ФРГ (6,7 ГВт), а вообще на такие станции приходится 90% от всех мощностей для аккумуляции электричества в мире, поэтому сейчас говорить о других средствах хранения энергии стоит, лишь рассматривая перспективы на будущее. Как ГАЭС покрывают потребности? Возьмем для примера ФРГ. У нее в 2018 году было 45,8 ГВт солнечных и 110 ГВт ветровых мощностей. А возможности для хранения, включая строящиеся и проектируемые, весьма ограниченны — 12,4 ГВт. В РФ ситуация с хранилищами энергии совсем другая — можно считать, что их нет совсем. В стране построено лишь три ГАЭС. Самая крупная из них, Загорская, обеспечивает хранение 1,2 ГВт энергии, а ее строящаяся вторая очередь — 0,8 ГВт. Предназначена она скорее не для утилизации зеленой энергии, а для сглаживания пиковой нагрузки на энергосистему московского региона. Такая ситуация опять не следствие чьей-то злой воли: когда страна занимает

одиннадцать часовых поясов, можно покрывать пик потребления за счет переброски мощности с востока на запад и назад по мере перемещения пика вслед за движением Солнца по небосклону; так и работала советская энергетика, без промышленных накопителей электричества. Как видно, даже у лидеров декарбонизации средства хранения существенно отстают в своем развитии от ввода генерирующих мощностей, создавая серьезный дисбаланс. Покрывают его, естественно, за счет сокращения генерации на тепловых станциях в период пика производства, возможности же таких буферов не безграничны. Видимо, для отказа от тепловой энергетики без революционных решений не обойтись, ведь найти место для размещения в густонаселенных районах водохранилищ новых ГАЭС не так-то просто.

Грузы против холода? Одно время бытовала такая идея: мы разовьем электротранспорт и убьем двух зайцев — снизим выбросы и получим массовое распределенное хранилище энергии. Однако, как показывает статистика, до этого еще очень далеко: доля электрохимических аккумуляторов в общем мировом объеме хранилищ энергии составляет считаные проценты. Похоже, только в Японии всерьез надеются на такую перспективу и потому внесли распределенные хранилища электричества в план энергетической трансформации. Однако чаще всего в ход идут другие идеи, и, похоже, оптимальное решение, которое ляжет в основу энергетики будущего, пока не выбрано. Остановимся на двух интересных идеях. По мнению А.Б. Чубайса, очень перспективно гравитационное хранилище. То есть башня, в которой лебедка при избытке энергии поднимает многотонный груз. При недостатке энергии груз опускается под собственным весом и отдает энергию в сеть, вращая вал генератора: система работает как гиря в часах-ходиках. Первый прототип такого аккумулятора высотой 20 метров в 2017 году возвела в новосибирском Академгородке компания «Энергозапас» из наноцентра «Сигма. Новосибирск» и Сколково. В 2021 году компания надеется начать строительство опытно-промышленного образца мощностью 2 МВт (для него потребуется башня высотой 80 м), а в случае успеха в 2025 году начать возведение промышленных установок мощностью 10—50 МВт, способных накапливать до 200 МВт.ч энергии. Эти циклопические конструкции высотой 200—300 метров будут занимать площадь около одного квадратного километра. Преимущества такой конструкции перед ГАЭС в том, что ее можно размещать практически на любой местности. Вопрос о цене такого хранения пока открыт. Так, компания утверждает, что дело становится выгодным при накоплении 300 МВт.ч энергии. А противники проекта приводят свой расчет. Они берут упомянутый проект с башней высотой 80 метров. Предположим, что там стоит лебедка, способная поднять груз весом в тысячу тонн. Если на это затратить электричество, взятое по ночному тарифу, а потом груз опустить и продать выработанную

энергию по дневному тарифу, то прибыль будет не более 500 рублей. В то время как башня с лебедкой, способной эту тысячу тонн поднять, даже без учета обслуживания и амортизации, стоит несколько дороже, в связи с чем возникает вопрос — успеет проект окупиться до износа оборудования? Однако представим себе, что у таких хранилищ с экономикой все в порядке и что вся электроэнергия для питания Москвы проходит через них (а в случае полной декарбонизации примерно так и должно быть). В день город расходует примерно 10 ГВт.ч электричества, летом меньше, зимой больше. Значит, ему понадобится не менее тридцати блоков емкостью по 300 МВт.ч, то есть город окажется окруженным грядой искусственных холмов высотой 200—300 метров. Такая трансформация сильно изменит рельеф местности и образ жизни огромного числа людей. Другой интересный способ — криохранилище. В нем избыток энергии идет на сжижение воздуха, а потом ее выделяют за счет расширения воздуха при нагреве. Этот способ, если ему будет отдано предпочтение, изменит не только ландшафт, но и всю жизнь людей в той же степени, как это сделала мобильная электроника. Ведь жидкий воздух, а еще лучше чистый жидкий азот помимо хранения энергии может служить для двух важнейших дел. Первое — играть роль моторного топлива для автомобильного двигателя. Такие двигатели не только есть, но и работают в экспериментальных машинах, в том числе в грузовиках (см. «Химию и жизнь», 2017, 3). Выхлоп от азотного двигателя идеально чист, это тот же самый атмосферный воздух. Второе — создание сверхпроводящих электросетей. Такие сети оказываются гораздо более компактными, чем существующие, передают больше энергии при тех же диаметрах кабеля и не требуют отведения земли под вышки: сверхпроводящий кабель проходит на глубине. Реализации обеих технологий, очевидно, препятствует отсутствие развитого криогенного хозяйства. Возникновение промышленного криогенного накопления энергии могло бы обеспечить широкий доступ самых разных потребителей к жидкому воздуху. Первые мысли о создании криохранилищ энергии появились в 70-х годах, а в 1998 году специалисты компании «Mitsubishi Electric» собрали опытный образец такого накопителя и убедились, что он отдает 70% введенной в него энергии. Широкомасштабные работы развернули британские исследователи из компании «Highview Power». В 2011 году они построили в пригороде Лондона опытную установку при станции получения энергии от сжигания биомассы. Мощность крионакопителя составила 350 кВт, а емкость 2,5 МВт.ч. Эффективность оказалась низкой, всего 8%, но это стало следствием малого масштаба установки. Зато на ней за три года удалось отработать различные нюансы. Сейчас исторический накопитель переехал в Бирмингемский университет. А компания сооружает уже три крионакопителя. Так, в 2018 году заработал накопитель при свалке в пригороде Манчестера мощностью 15 МВт: он накапливает не электричество, а бросовое тепло от

сжигания свалочного газа и позволят сглаживать пики потребления энергии, особенно зимой; на этот проект британское правительство выделило 8 млн фунтов стерлингов. В октябре 2020 года началась стройка промышленного криохранилища зеленой энергии мощностью 50 МВТ и объемом 250 МВт.ч опять же под Манчестером, проект обойдется британскому правительству в 10 млн фунтов стерлингов. Третий проект разворачивается в американском Вермонте. Там хранилище объемом 400 МВт.ч будет служить (вместо тепловой станции) буфером для стабилизации работы местной электросети с включенными в нее возобновляемыми источниками. Дело в том, что в этом штате, граничащем с Канадой, людей живет мало, а станций для генерации возобновляемой энергии избыток. И новые уже ставить нельзя. Так, в январе 2019 года власти штата отказали в возведении новой солнечной электростанции мощностью 500 МВт: для ее включения в сеть нужно отключить уже работающие генераторы энергии, в том числе и гораздо более дешевые гидростанции. Когда, по мере развития систем хранения электричества, стабильность энергосистемы вырастет, тогда и строительство новых станций станет возможным. Так что, как видно, декарбонизация неизбежно порождает революцию хранилищ энергии, и не случайно рынок таких хранилищ оценивают в десятки миллиардов долларов.

Чистый водород или не чистый? С задачей как-то утилизировать зеленую энергию тесно связана и проблема водородной энергетики. В самом деле, если при генерации энергии, развив системы хранения, от сжигания углеводородов можно отказаться, то с транспортом такой прием не очень проходит. За примерами не надо обращаться к творениям Илона Маска: любознательные граждане обнаружили, что в электробусах, которые власти Москвы внедряют вместо троллейбусов, имеется и дизельный двигатель — энергии аккумулятора не хватает на движение и обогрев салона в холодную погоду. У специалистов серьезные сомнения вызывает и способность электричества питать разного рода грузовики, особенно для дальних перевозок, а также сельскохозяйственную технику. Поэтому разумной альтернативой считается использование более концентрированных форм энергии: в виде химически активных соединений (впрочем, развитие крионакопителей подсказывает и третий путь — применение энергии жидкого воздуха). И как только речь заходит о зеленом химическом топливе, взгляд эксперта утыкается в водород, который получают электролизом воды. У него есть безусловное преимущество перед углеводородами: при сгорании водород дает воду, а не вредные выхлопные газы. Однако есть у водорода и проблемы, которые десятилетиями не удается решить, — взрывоопасность, большой вес накопителей, а также капризность и высокая стоимость топливных элементов, в которых при окислении водорода получается электричество. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Многократные подходы к проблеме водородной энергетики (о предпоследнем отечественном см. «Химию и жизнь» 2004, 1; 2006, 5; 2007, 7) пока не дали хороших технических решений: дальше демонстрационных образцов водородного транспорта дело не идет, хотя Южная Корея планирует стать лидером в деле производства водородного транспорта и топливных элементов для него. Поэтому возникают идеи идти путем наименьшего сопротивления: заменить ископаемое углеводородное топливо синтетическим и заливать его в те же самые автомашины на тех же самых заправках. Зеленый водород для его синтеза станут получать электролизом воды, углекислый газ собирать с помощью бросового тепла либо возобновляемого электричества, а потом их соединять и делать хоть метан, хоть метанол, хоть диметиловый эфир, хоть какую горючую жидкость. С учетом упомянутых выше предложений российских газовиков делать голубой водород из подземного метана не исключен вариант, что потом этот водород станут снова превращать в метан, но уже почти зеленый. Это выглядит как сцена из театра абсурда, однако такой театр может оказаться реальностью нашей жизни буквально через несколько лет. Причина в том, что, сохраняя двигатель внутреннего сгорания как основной движитель для транспорта, удается спасти десятки триллионов долларов, вложенных в ныне существующую топливную инфраструктуру (см. «Химию и жизнь», 2019, 7). Так что для экономики внедрение водородной энергетики через голубой водород и сделанное из него синтетическое топливо оказывается несомненным благом. Интересно, что собирая углекислый газ для синтеза зеленого метана на той же фабрике, где он выделяется при разложении зловредного ископаемого метана, можно получить бонусы за утилизацию выбросов парникового газа. Да и собирать концентрированный углекислый газ здесь, в источнике его происхождения, удобнее, чем извлекать по крупицам из атмосферы. Если для использования водорода в том или ином виде в качестве моторного топлива, как видно, есть неплохие технические решения, особенно при использовании имеющейся инфраструктуры, то для электрического транспорта это удел будущего. Несложные расчеты показывают: как только доля электротранспорта превышает некоторый минимум, у энергетиков возникает еще более сильная головная боль, чем от включения в сеть зеленых электростанций. В самом деле, предполагается, что аккумулятор электромобиля должен заряжаться на городской заправке за считаные минуты: иначе возникают очереди. У электромобилей серии «Тесла» аккумулятор хранит примерно 75 кВт.ч энергии. Для его заполнения за десять минут диспетчер сети должен иметь резерв мощности 450 кВт. Что такое 450 кВт мощности? Это по современным нормативам тот лимит, который Мосэнергосбыт выделяет на подмосковный садовый поселок где-то в сотню дворов. Строительство заправочных подстанций, прокладка мегаваттных кабелей внутри крупных городов выглядят совершено невозможной задачей, по

крайней мере, до совершения революции в технологии электрических сетей и внедрения сверхпроводящих технологий. Интересное решение проблемы связано с проектами передачи электричества на большие расстояния без проводов. Такие технологии уже есть, но их используют главным образом для зарядки принадлежностей к мобильным устройствам, например стилуса к айпаду. А для хорошей работы электрического транспорта нужно передавать большие мощности на расстояние порядка метра: от закопанного под автострадой кабеля к двигателю автомобиля. Если такие технологии не только будут созданы, но и воплощены в жизнь, тогда действительно получится настоящая многоплановая революция: электромобиль на автостраде станет питаться от сети, решая проблему последней мили за счет своих аккумуляторов, кабель под автострадой станет линией электропередачи, а может быть, и трубопроводом жидкого азота, бонусом выйдет оснащение дороги датчиками и претворение в жизнь концепции «умная дорога — глупая машина» (см. «Химию и жизнь», 2015, 8). Последнее обеспечит массовое внедрение роботовэлектромобилей для дальних перевозок, не раз описанных фантастами. Наступит ли когда-нибудь такое будущее или будут найдены иные решения, пока никто не знает; это выяснится по мере развития глобальной энергетической трансформации.

Великая цифра Впрочем, все эти прекрасные и где-то фантастические планы может легко развеять всемогущая Цифра, которая способна создать совершенно иной мир. Люди, связанные с техникой, с трудом могут его представить, а вот гуманитариям это сделать проще. Давние читатели «Химии и жизни», возможно, помнят статью о цивилизации старьевщика (декабрь 2013 года) и, в частности, об идеях экономики снижающихся оборотов Джона Ури или циклической экономики Вальтера Штахеля. Суть цивилизации старьевщика состоит в том, что человек должен экономно расходовать ресурсы: большей частью сидеть дома, потреблять продукты местного производства, по многу раз ремонтировать старые вещи, а в путешествия отправляться с помощью устройств виртуальной реальности. Эту статью много и эмоционально критиковали в Сети, однако удивительным образом цивилизация старьевщика на наших глазах прорастает в окружающей реальности. И цифровая революция имеет к этому процессу самое прямое отношение: благодаря цифровым сервисам многие виды деятельности, казавшиеся неизбежными компонентами образа жизни, стали попросту не нужны, но при этом возникли другие, связанные с глобальной Сетью. В результате реальный человек стал потреблять меньше энергии, а виртуальный — больше. Это имеет последствия. Так, энергетики заметили парадокс: устройств — потребителей энергии становится с каждым годом все больше, а вот глобальное потребление энергии уже довольно давно перестало

расти. Цифровизация способна усугубить эту ситуацию, и вовсе не за счет внедрения искусственного интеллекта, который лучше человека управится с оптимизацией энергетических потоков от множества генераторов самой разной мощности. Вот как ситуацию видит участник упомянутой конференции «Сто лет электричества» кинорежиссер Тимур Бекмамбетов, который к энергетике имеет некоторое отношение хотя бы потому, что несколько лет учился в Московском энергетическом институте. «Мир сильно изменился, — говорит он. — Например, я теперь по восемь часов кряду смотрю в экраны своих гаджетов. Я больше никуда не езжу, не летаю. Даже эту конференцию мы проводим в виртуальном пространстве. В результате не было потрачено огромное количество энергии — на перелеты, переезды, содержание зала и многое другое. Фактически мы уже живем в виртуальном пространстве, а в будущем полностью переместимся в него. В результате самой востребованной окажется не электрическая энергия, а другая — та, что циркулирует

Солнце против проводов Попробуем на простом примере разобраться с экономикой солнечной энергетики. Вот простая задача: я хочу сделать отопление для пчелиного улья. Это нужно для того, чтобы весной пчелиная семья быстрее развилась и принесла больше меда. В этом деле есть много нюансов, но с точки зрения энергетики она сводится к включению в сеть обогревателя, выделяющего примерно столько тепла, как и семья пчел, то есть с мощностью 10—20 Вт. Пусть для удобства расчетов это будет 12 Вт. Есть два пути. Первый — использовать имеющуюся сеть. Для этого нужно в розетку на стене дома воткнуть удлинитель достаточной длины, чтобы дотянуться до улья. У меня эта длина — 20 метров. Такой удлинитель стоит около 1000 рублей. Однако из соображений безопасности нехорошо вне помещения использовать электроприборы с напряжением 220 В: в улье высокая влажность, да и мало ли что. Безопасное напряжение — 12 В. Значит, нужен трансформатор. Он имеется — это зарядное устройство для автомобиля, которое стоит также не менее 1000 рублей. Итого в этой

в этом пространстве; это энергия творчества. Человек перестанет быть потребителем реальных вещей; он станет потребителем и производителем контента. Так человек займется своей прямой деятельностью — созданием и распространением смыслов. Так изменятся ценности и поменяются потребности в ресурсах». Если этот прогноз хотя бы отчасти сбудется, энергетическая трансформация породит еще и кардинальную социальную трансформацию. Ведь для социума, населяющего виртуальный мир, нужны совсем другие принципы организации общества и управления им, совсем другие цели возникнут у организующих жизнь социума политиков. И с большой вероятностью в таком мире сбудутся прогнозы марксистов об отмирании государства, его заменит совокупность взаимосвязанных сетевых формаций, отдельных социумов, о которых задумываются современные философы вроде Кирилла Мямлина с его новым коммунитаризмом. Впрочем, как говорили классики советской фантастики, это уже совсем другая история.

схеме все обойдется в 2000 рублей плюс стоимость электричества, которая невелика: за сутки непрерывной работы нагреватель 12 Вт потребит 288 Вт·часов энергии, что стоит 1 рубль 15 копеек. А что с солнечной батареей? Она, несомненно, избавит от развешивания проводов по участку с риском пожара от короткого замыкания. Выйдет классический вариант электропитания потребителя, отрезанного от сети. Но сколько стоит такое питание? Начиная с марта Солнце в Подмосковье светит 10 часов, а средний выход энергии составит 30% от номинала батареи. Значит, чтобы получить за это время 288 Вт·ч энергии, нужна батарея мощностью 86 Вт. Такая батарея стоит 3000—4000 рублей. Выработанную ею энергию придется где-то хранить: нагреватель работает и ночью. Значит, нужен аккумулятор, а к нему контроллер заряда: ток через него пойдет на аккумулятор, а от него уже на нагреватель, по-другому эти системы не работают. Контроллер стоит недорого — 1000 рублей. А вот с аккумулятором сложнее. При напряжении 12 В, которое номинально выдает солнечная батарея, мощность нагревателя 12 Вт требует тока в 1 А. Стало быть, аккумулятор должен хранить не менее 14 А·ч энергии (считая, что солнечная батарея в марте не дает тока около 14-ти часов), а лучше 24 А·ч энергии. Но если его разряжать полностью, он быстро испортится, гарантия долгой

службы аккумулятора — разрядка на треть. То есть он должен иметь емкость 42—72 А·ч. Такой аккумулятор стоит не менее 8000 (кстати, литий-титанатный аккумулятор на 20 А·ч обойдется и вовсе в 28 000 рублей). Итого выходит минимум 12000 рублей, причем если бы потребовался не постоянный, а переменный ток, скажем, для питания датчиков микроклимата в улье, в цену вошел бы еще и дорогой инвертор. И все это для того, чтобы в улье постоянно горела небольшая лампочка, тепло которой едва почувствуешь ладонью! Понятно, что такой проект никуда не годится. За эти деньги можно купить 15 литров меда, пчелы же и так его принесут без всякого раннего развития даже в скудной медоносами Московской области. А что годится? За 1600—1800 рублей можно купить солнечную батарею мощностью 30—50 Вт. Если нагреватель воткнуть в нее напрямую, он как-то будет греть в течение солнечного дня, скорее всего не переходя предела в желаемые 10—20 Вт мощности. То есть пчел не зажарит. На всякий случай можно вставить в схему термореле ценой 100 рублей. Однако никакого резервного питания нагревателя ночью не будет: придется пчелам довольствоваться тем теплом, что накоплено в конструкциях улья за день нагрева. Не самый лучший вариант, но это то, что может предложить солнечная энергетика по разумной цене.

С.М. Комаров «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Размышления

Лев Жеуч

Что есть истина?

опрос, вынесенный в заголовок, волнует человечество с библейских времен. Неприятие лжи — инстинкт человеческой природы, позволяющий избегать смерти. Особенно трудно найти истину в эпохи перемен. Перемен в социуме, мировоззрении, науке. В эти моменты исчезает представление о направлении развития, становится неясным смысл событий, появляются и пропадают противоположенные тенденции. Как понять, какие из них случайны, а какие закономерны; какие сиюминутны, а какие долговременны? Какие

качества присущи правде, истине? Сегодня этот вопрос задают себе многие. Почти для всех людей правда есть та версия, что устраивает большинство. Так обеспечивается устойчивость социума. В знаменитом эксперименте один из участников почти всегда готов назвать белый шар черным, если с десяток других испытуемых, сговорившихся заранее, заявляют, что он черный. У каждого человека необходимость смены мировоззрения рождает фрустрацию. Эту перемену он воспринимает как трагедию и ищет возможность опереться на универ-

сальный фундамент, на вневременные критерии истины. Массовое же сознание турбулентных эпох в который раз уверяется в шаткости истины. Поэтому и возникают концепции вроде идеи вероятностной правды, подразумевающей ее субъективность и принципиальную непознаваемость. Однако успешное развитие натуральной философии диктует обратное. Если принять убеждение Эйнштейна, что вероятностная трактовка явлений есть неполнота знания о них, то окажется, что истина и ее дочь правда существуют. Даже если трудно артикулируются.

Н.Н. Ге «Что есть истина? Христос и Пилат»

Заметим, что любой глубокий профессионал чувствует ложь в своей области, что называется, нюхом. Когда речь идет об общечеловеческих ценностях, порядочному человеку принять ложь за истину не позволяет моральный императив, «нравственный закон внутри нас», говоря словами Канта. Существует и несколько очевидных признаков отличающих правду от лжи. Во-первых, это контекст. Истина не бывает сама по себе. Подобно детали на полотне художника, она всегда органично вписана в более широкую картину ситуации. Она всегда встроена в окружающие понятия и события, даже если это сразу незаметно. Правда оказывается упрощенной и статичной версией истины, она непременно связана логически с другими правдами. За правду чаще всего стремятся выдать не полную ложь, а правдоподобную интерпретацию с некоторой долей лжи. Из-за нестыковок с общей картиной при пристальном рассмотрении ложь всегда будет выглядеть инородной деталью. Чем сильнее отклонения от среднего уровня в ту или иную сторону, тем подозрительнее такая информация или объяснение. Во-вторых, правда занимает свое место в иерархии как более, так и менее общих истин. Это означает, что она не только органична в более широкой ситуации, но и является обобщением истин помельче. К примеру, в науке истинная теория широкого круга явлений содержит в себе подходы и методы, работающие для частных случаев. Или, например, правдивая информация от масс-медиа всегда позволяет уточнить детали. В-третьих, у истины есть причины и следствия. У нее существует временной, он же эволюционный, контекст. Она всегда имеет развитие, никогда не остается без логических следствий, которые могут быть нарастающими либо затухающими. Так у правдивой газетной новости всегда есть свои

результаты. Чем значимее новость, тем значимее будут последствия. Надо только подождать. В науке верная теория ведет к расширению круга описываемых явлений, а также к предсказанию новых. Чем вернее и точнее теория, тем дольше она живет. В широком смысле можно сказать, что описанные статические и динамические характеристики истины связаны принципами квантовой механики. Известна их аналогия с разглядыванием картины. Если пытаться точно изучить деталь, то теряешь из виду общий ракурс, сюжет. Если видишь картину целиком, не улавливаешь все детали. Это справедливо и для истинной картины мира. При этом выбор размера детали, а значит, скорости ее изменения зависит от наблюдателя. Большие системы всегда подчиняют себе малые, поэтому дольше всех в головах людей живет самая крупная истина. Как и внедренная туда же крупная ложь. Последняя должна быть настолько крупной и впечатляющей, чтобы ее контекст было трудно увидеть. Иначе она погибнет в сравнении с общей картиной. В-четвертых, истина всегда имеет аналогии. Ничто не ново под Луной, поэтому всегда найдутся ситуации подобные друг другу. Самые непохожие явления могут оказаться неожиданно подобными. В физике, например, есть удивительные аналогии между оптическими, электрическими и механическими явлениями. Любая

информация рождает в нашем мозгу свои отголоски, а иногда и ощущение дежавю. Будь это международное событие или новая теория. Химик может вспомнить, что бензольное кольцо приснилось Кеккуле в виде змеи, кусающей свой хвост. Из обыденных аналогий рождались и математические открытия, и психологические разгадки сложных жизненных ситуаций. Мозг и природа организованы подобно. Это можно назвать свойством резонанса. «Все есть мозг», — говорят буддисты. «Разве глаз мог бы видеть Солнце, если б не был ему подобен?» — писал С.И. Вавилов. Неужели все так безнадежно и истина всегда трудноразличима? Это не так. При некоторой эмоциональной отстраненности истина не столь страшна, как ее малюют. Для надежной оценки истинности чего-либо порой достаточно лишь некоторых из рассмотренных качеств, но непременно дополненных внутренней интуитивной уверенностью. Как мы уже писали («Химия и жизнь», 2020, 10), сложное бывает проще суммы его частей. Истина, эта гармония и синергия своих частей, иногда не требует для своего понимания стольких усилий, сколько сумма ее частей. Истина нередко может быть описана элементарным языком, во всяком случае, в основных чертах. Это ее свойство каждому дает надежду на постижение самых сложных истин. Хотя бы их основных черт и закономерностей.

Заметки фенолога РЕАЛЬНЫЙ МИР, факты существуют независимо от любой истины. Их независимость возмутительна и требует немедленного действия. Вот тут появляется понятие: «У каждого своя правда». Возникают яростные столкновения в научной, в религиозной и даже коммерческой среде. Надо помнить, что это замкнутые сообщества в отношениях с истиной, и логическая аргументация работает только внутри.

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Дневник наблюдений

Консерватора не трудно заставить принять какую-то точку зрения: он легко присоединяется к мнению большинства. С либералом не так: он примет чуждую точку зрению, лишь опираясь на мнение других людей, приверженных либеральным взглядам.

одной из повестей Гарри Гаррисона про Стальную крысу события развивались так. Главный герой прилетает на некую планету, где правит кровавый, насквозь коррумпированный тиран, угнетающий несчастный народ. Чтобы бороться со злом, Стальная крыса захватывает орбитальный телеретранслятор, через который идет промывка мозгов местного населения, и предоставляет его в распоряжение лидера оппозиции. Тот начинает нести обжигающую правду народу. У людей раскрываются глаза, и тирания падает. В нашей реальности аналогичный сценарий силы добра планировали использовать в начале 90-х, создав на Земле территорию свободы — Интернет с неограниченным доступом к ней населения планеты. Однако придуманная гениальным писателем схема стала давать сбои. В погоне за клиентами и, стало быть, прибылями поисковые системы, социальные сети и прочие сетевые медиа начали подбирать контент под клиента. На профессиональном языке маркетологов это называется «таргетировать выдачу информации». То есть при обработке

поисковых запросов, да и просто при рекламе различных блогов, представлении списка новостей, рекомендациях интересных ресурсов клиенту дают не все разнообразие Интернета, а тот его сегмент, к которому он проявил интерес ранее; об этом судят по поисковым запросам клиента и частоте нажатия им ссылок с тем или иным контентом. Последствия оказались неожиданными: началась интернетная поляризация. Если рассматривать возникшую дихотомию с точки зрения американской политической культуры, выходило, что либералы получают демократическую выдачу, а консерваторы оказываются заняты республиканской повесткой дня. В результате каждый все более и более убеждается в правильности своей точки зрения: мнение противоположной стороны в выдаче информации отсутствует; возникает ситуация, когда человек и не очень-то знаком с ее аргументами. Территория свободы оказалась разделена на сегменты. Этим воспользовались коварные тираны. Проникая с помощью хакеров в соцсети и сетевые медиа, они стали через фермы ботов и фабрики троллей вмешиваться в чистоту выдачи. Более того, для осуществления своих кровавых и без сомнения гнусных целей, стали манипулировать выдачей. Скажем, формировать на основании анализа интересов клиента представление о его возрасте, определять базовые ценности и целенаправленно впихивать, главным образом, в неокрепшее сознание вредоносный контент с совершенно определенной

Художник А. Кук

Партийная поляризация правды

повесткой. И в результате, как это принято теперь говорить, разжигая ненависть, сея рознь, осуществляя дезинформацию, распространяя теории заговора, вызывая сомнения в справедливости институтов народовластия, включая систему выборов. В общем, порождая скепсис в отношении общепринятых норм морали, приличного поведения и формируя будущих внутренних террористов для достижения своих черных целей. Силы добра конечно же стали этому противостоять, вовремя разоблачая коварные планы, перепрограммируя мозги подрастающего поколения усиленной выдачей ему только правильной, светлой повестки дня. Как оказалось, в этом деле вовсе не обязательно идти на поводу у отдельных горячих голов: перепрогаммировать детей можно не изымая их из семьи, где они в разговорах со старшими попадают под воздействие вредоносного контента. Для этого на территории свободы имеются необходимые социальные медиа: все ведь знают, сколь сильно подростки привязаны к своим любимым гаджетам, оконцам, глядящим в прекрасный новый мир. И если не прибегать к конспирологии, не использовать запрещенные приемы, такая светлая повестка дня, несомненно, может быть создана в результате общественных дискуссий: разумный человек при всей поляризации обязательно примкнет к мнению большинства и пересмотрит свое отношение к повестке, навязываемой ему силами зла. Насколько такая идея сработает? Именно этим вопросом и задались исследователи из Корнеллского университета во главе с Маврицием Якешем в самый разгар североамериканских предвыборных баталий 2020 года (Proceedings of the 2020 Truth and Trust Online (TTO 2020), 1—11, 16—17 октября 2020 года). А решали они вопрос, предъявляя участникам эксперимента заголовки и спрашивая — правда это или ложь; контрольной группе ничего не сообщали, а экспериментальной указывали, что один из вариантов ответа уже набрал подавляющее большинство голосов, причем в этом большинстве преобладали либо демократы, либо республиканцы. Всего для проверки выдвинули четыре гипотезы. Человек независимо от политических убеждений всегда солидарен с мнением большинства. Человек присоединяется к мнению большинства, только если это большинство из его партии. Человек принимает мнение большинства в той степени, в какой оно соответствует его мнению. Человек соглашается с мнением большинства, если это большинство действует в противоречии со своими политическими установками. Например, если большинство демократов сочтет, что заголовок «Поездка Трампа в его гольф-клуб Мар-а-Лаго обошлась налогоплательщикам в 13,6 миллионов» ложен, он, стало быть, точно ложен. Результаты позволили отвергнуть все гипотезы, кроме первой и частично четвертой. Эффект поляризации правды, замеренный на контрольной группе, был значителен: консерваторы чаще принимали за правду республиканскую повестку, а либералы — демократическую. При этом наибольшая поляризация была у либералов: заголовки, выгодные демократам, они считали правдой с вероятностью 65%, а выгодные республиканцам —

лишь немного больше 30%. У консерваторов различие было меньше: демократической повестке они доверяли с вероятностью 45%, а республиканской — 55%. В экспериментальной группе практически во всех случаях люди проявляли управляемость — независимо от партийных привязанностей они следовали мнению большинства, и не важно какое было большинств — демократическое или республиканское. Однако была одна очень интересная аномалия. Если либеральному участнику сообщали, что большинство участников-демократов признали республиканскую новость справедливой, то он считал так же с вероятностью более 50%. Получается, что в этом случае вероятность правды под давлением общественности росла на 20 процентных пунктов по сравнению с контролем, тогда как во всех остальных случаях она менялась не более чем на 12 пунктов. Выходит, консерватор довольно легко принимает немыслимое «республиканцы врут» просто под влиянием мнения большинства. А либерал примет немыслимое «республиканцы правдивы», в значительной степени ориентируясь на мнение своих единомышленников и ничье другое. Отсюда авторы делают практические выводы о том, как снижать поляризацию и бороться с вредоносным контентом. Возьмем, к примеру, говорят они, отношение американцев к стене с Мексикой. Согласно опросам общественного мнения, 60% населения эту идею не поддерживают. Однако в Интернете ролик о стене набирает 86% симпатий зрителей. Так выходит потому, что ролик смотрят в большей степени консерваторы: они дают свойственную им оценку, а далее любой попадает в ловушку уже сформированного ими мнения. Иными словами, эти симпатии ложны, они не отражают истинного отношения. А вот если бы в аудитории ролика было больше либералов, тогда и мнение бы сформировалось иное, менее экстремистское. Провайдеры контента должны осмыслить этот феномен и соответственно исправить правила таргетирования выдачи информации клиентам. Этот тезис, несомненно, следует из проведенной работы. Однако авторы забывают добавить, что работать такой прием будет лишь в отношении консерваторов, легко соглашающихся с мнением большинства. Чтобы заставить либералов признать чужую повестку справедливой, им нужно предъявлять не мнение каких-то случайных людей, а точку зрения персон, известных приверженностью либеральным взглядам. По-другому заставить их поверить в правдивость чуждого контента, сколько бы он ни был доброкачественным, весьма нелегко. Есть мнение, что причина такого различия следующая. У консерватора присутствует внутренний каркас убеждений, некая изначально существующая система опор. При столкновении с внешним миром они вначале опираются на них. Опоры могут колебаться, но сокрушить их нелегко. Либералы же, как это ни кажется парадоксальным, по своей сущности коллективисты. Система обмена мнений у них — это система с положительной обратной связью, что дает возможность мнению превратиться в идеологию. А потом идеология трансформируется в действие. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Размышления

А.В. Кулик

На нити праздного веселья Низал он хитрою рукой.

Сеть жизни

А.С. Пушкин

Выйдя в процессе эволюции на эффективное решение какой-либо важной «технической» задачи, живая природа закрепляет его и, как правило, не ограничивается использованием только в одном направлении. Примеров тому немало. Однако все они, на мой взгляд, по своим масштабам и значимости для жизни не идут ни в какое сравнение с элементарной одномерной структурой, имя которой — нить.

Вода жизни: в союзе с нитью «Жизнь есть одушевленная вода». Этот афоризм основоположника электрофизиологии Эмиля ДюбуаРеймона, говорят, очень нравился В.И. Вернадскому. В самом деле, у высших форм жизни вода составляет 80—85% от общей массы, у низших 95—98% и даже более. Нет на Земле других природных объектов, которые обладали бы большей влагоемкостью, чем живое вещество. Однако понимаем ли мы, о какой именно воде идет речь? «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

На поверхности Земли она может быть в трех агрегатных состояниях: твердое, жидкое и газообразное. Так вот, ни одно из них не может претендовать на внутреннюю среду жизни, они абсолютно неприемлемы для нее. У твердого атомы слишком жестко связаны друг с другом и ограниченны в перемещениях. Жидкая, а тем более газообразная фаза, напротив, слишком неустойчивы относительно тепловых флуктуаций. Как малая, так и чрезмерная подвижность исключают возможность стабильного функционирования сложных молекулярно-биологических систем. И следовательно, только то, сравнительно вязкое состояние воды, к которому применимо слово «консистенция», пригодно для жизни. Но как же достигается такое состояние? Очень просто и технически на редкость эффективно: полимерными микронитями. Оказавшись в водной среде даже в ничтожном количестве (сотые доли процента от ее массы), микронити соединяются друг с другом и переплетаются во всех направлениях, формируя трехмерную сеть-паутину. Жидкая вода при этом удивительным образом преображается. Застряв в ячейках сети, она теряет присущую ей подвижность, лишается текучести и приобретает вдруг (в положительном интервале температур!) непривычные для жидкости свойства твердого тела: жесткость, упругость, пластичность или способность сохранять приданную ей форму. Иными словами, вода переходит в совершенно иное, среднее между жидким и твердым, состояние гидрогеля. Именно в таком качестве существует ныне цитозоль (он же клеточный матрикс, или гиалоплазма, или внутренняя среда жизни) — основная по массе и объему часть каждой живой клетки.Цитозоль, а его нетрудно выделить в чистом виде, выглядит как густая трехмерная сеть. Она составлена из тонких (2—3 нм) фибрилл, которые пересекают цитоплазму во всех направлениях, охватывают лежащие в ней образования: цитоскелет, различного рода нитевидные структуры, обладающие мембраной органеллы и саму цитоплазматическую мембрану с ее внутренней стороны. Из сказанного вовсе не следует, что живые организмы полностью лишены свободной жидкой воды. Она не только есть, порой ее даже много: это и кровь, и содержимое выделительных органов, и вода в проводящей сосудистой системе растений, и многое другое. Однако все это не имеет отношения к внутриклеточной среде жизни, где протекают ее коренные метаболические процессы. Цитозоль указывает нам на архаический образ преджизни. В далеком геологическом прошлом союз воды и нити открыл на Земле новые возможности для дальнейшей самоорганизации материи, он создал определенные и совершенно необходимые предпосылки к предстоящей биологической эволюции. В результате такого союза предбиологическая система, будь то коацерваты А.И. Опарина или протеидные микросферы Сиднея Фокса, обособилась от окружающей среды, что необходимо для грядущей

жизни. Так наметилось становление упомянутой внутренней среды будущей клетки; появились присущие жизни зачатки метаболизма и гомеостаза (особенно если в роли нитей выступали полипептидные молекулы). В общем, сложились предпосылки для образования первичной «сомы» (если несколько расширить значение подзабытой терминологии Августа Вейсмана). Это, конечно, еще не жизнь и даже не преджизнь. Но это уже благоприятная предбиологическая почва для будущей жизни.

Парадоксы внутриклеточной паутины Между тем в лаборатории при моделировании внутриклеточных биохимических процессов традиционно оперируют, как правило, классическими водными растворами реагентов; видимо, такую традицию биологи унаследовали от общей химии. Здесь бытуют такие понятия, как концентрация, растворимость, pH, выработанные в свое время применительно к водным растворам. Клеточный транспорт веществ (в том числе и крупных полимерных соединений) рассматривают как процесс их перемещения через водную среду. Но такой воды, которая присутствует в пробирке (где господствуют законы диффузии и беспорядочного теплового движения молекул, где все тяжелое самопроизвольно оседает, а легкое всплывает на поверхность), в живой клетке на самом деле, как мы видели, нет. Текстурально (от лат. texo — тку, сплетаю) организованная внутриклеточная среда по своим физическим свойствам радикально отличается от тех водных растворов соединений, о которых написано во всех учебниках по биохимии. В ней все не так, как в пробирке. В частности, мало ощутима гравитация, и это очень важно: в противном случае внутриклеточные структуры неизбежно и постоянно осаждались бы из раствора, накладывая труднопреодолимые ограничения на саму возможность возникновения и существования жизни. Идем далее. Жизнедеятельность клетки связана с постоянным перемещением в тех или иных направлениях различных химических соединений (часто весьма сложных и громоздких). Так вот, эти соединения не диффундируют свободно к пункту назначения, а их принудительно транспортируют точно по адресу, причем в нужное время. Транспортировку осуществляют специальные моторные белки, например миозины и кинезины. Используя энергию АТФ, они передвигаются вместе с прикрепленным к ним грузом по транспортным нитям: актиновым филаментам и микротрубочкам соответственно. И такие канатные дороги пронизывают вдоль и поперек всю клетку! Наконец, следует учитывать и то важное обстоятельство, что в цитоплазме одновременно присутствует очень мало биологических молекул определенного вида, тогда как классическая химия имеет дело с большими числами.

А коли так, реальная химия клетки весьма далека от той, что изложена в университетских курсах. Это принципиально иная и во многом еще не понятая нами химия ограниченных в свободе перемещений биополимеров, которые участвуют в непрерывном и многоплановом процессе клеточного метаболизма. Такое обстоятельство, несомненно, представляет один из специфических атрибутов жизни, однако оно не получило еще научного понимания и обобщения, соответствующего своей значимости. Из вышесказанного следует парадоксальное заключение: физико-механическая идея, заключенная в банальной паутине, имеет фундаментальное значение для жизни, включая и само ее происхождение. Живое вещество биосферы, которое совершенно не мыслится без движения, способно существовать и реализовать себя только в паутине из переплетения длинных полимерных молекул. Биологическая свобода (если иметь в виду весь комплекс функциональных процессов внутриклеточного метаболизма) может существовать лишь в рамках текстурально обусловленной и регламентированной несвободы, динамика — в рамках статики, точнее, нематостатики (от греч. nema — нить). Жизнь оказывается свободой в объятиях паутины!

Биотекстиль Продолжим наш и размышления. Слово «материя» в философском смысле — это объективная реальность, отображаемая нашим сознанием. В естественно- научном понимании — вещественная основа, которая образует физические тела и которая имеет, стало быть, определенное строение. Однако есть и другой, текстильный смысл этого слова — какая-то связанная из нитей ткань: хлопковая, шелковая, льняная, шерстяная, синтетическая. Живая материя оказывается материей именно в таком, текстильном смысле: она построена из нитей, и это фактически трехмерный биологический текстиль. Подлинное царство нитей открывается, если взглянуть внутрь живой клетки. Внутриклеточные нити (система цитоскелета, микрофибриллы и микрофиламенты, тончайшая кисея гиалоплазмы) причудливо переплетаются между собой, соединяются и разъединяются в сложно организованном порядке, образуя в совокупности сеть. Построенные на основе этой сети элементарные ячейки жизни соединяются между собой в «государство клеток» (как сказал бы основатель клеточной теории Рудольф Вирхов) нитями внеклеточного матрикса, образуя ткани. А те, в свою очередь, объединяются аналогичным образом в органы и системы органов, так что в итоге получается связанный из нитей цельный организм. Текстуральный принцип структурной организации живого имеет глубокий физико-механический смысл. Выполненная из нитей конструкция внутренне противоречива, в ней органически сочетаются

противоположные начала — дискретность отдельных нитей и целостность связанной из них системы. При ударе по кристаллическому монолиту механическое напряжение концентрируется в месте образования первичной трещины; если напряжение в ее вершине велико, трещина мгновенно разрастается, ветвится и приводит к разрушению. Переплетенные между собой полимерные нити, интегрирующие биологическую плоть в единое целое, рассасывают напряжения и перераспределяют нагрузки: дефект, разорвавший отдельную нить, не приобретает угрожающих размеров, он угасает. Так, сплетенный из нитей трос оказывается гораздо прочнее эквивалентного ему по диаметру монолитного стержня. Вот почему, соударяясь с твердыми телами и друг с другом, падая и ушибаясь, преодолевая сопротивление воздушных и водных потоков, живые существа не распадаются на части. В противном случае жизнь уже по этой только причине (сугубо механического свойства!) была бы в земных условиях невозможна. И следовательно, мы имеем все основания отнести нематоморфизм и текстуральность к числу определяющих принципов в понимании сущности жизни. Их происхождение вполне объяснимо. Будучи порождением линейного порядка, белково-нуклеиновая функциональная система неуклонно поддерживает и бесконечно воспроизводит его в себе. В процессе репликации на линейно организованной матричной основе нить порождает и множит нити. Сходящие с матриц элементарные фибриллы собираются в нити более высокого ранга (аналогично тому, как ткач из коротких и тонких волокон формирует пряжу). Помимо белков и нуклеиновых кислот уже на ранних этапах существования биосферы возник еще один класс важнейших линейных веществ — полисахаридов; они стали, прежде всего, строительным материалом. У растений это целлюлоза, а в мире гетеротрофных организмов (членистоногих, грибов и других) — целлюлозоподобный хитин. Вообще же, если бы удалось разобрать до конца какое-нибудь существо на структурные составляющие (подобно тому, как мы это делаем, распуская связанный из пряжи свитер), то от него, естественно, не осталось бы ничего, кроме различного рода нитей. При внимательном анализе этих останков мы бы увидели, что нити эти главным образом трех типов — белковые, нуклеотидные и углеводные. Знаменитая клеточная теория, сформулированная еще в первой половине XIX века, объясняет, как устроен организм на уровне элементарной ячейки жизни, однако не дает представления о структурной организации собственно живого вещества. В основе жизни, включая и тот ее случай, когда целый организм представлен всего лишь одной клеткой, лежит принцип еще более элементарного порядка: нитеобразие. Он порождает текстуральность — вязание живой материи из нитей. Этому принципуподвластны даже такие мельчайшие, субмикроскопические существа, как вирусы, «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

которые никак не вписываются в классическую клеточную теорию в силу своего особого устройства. Однако именно вирус проще всего разобрать на линейные элементы. Ведь его микроскопическое тело состоит всего лишь из двух видов нитей: полинуклеотидной цепочки и полипептидной оболочки-капсида. И следовательно, вся задача по разборке сводится к тому, чтобы распустить на составляющие нити именно этот капсид, последовательно извлекая белковые субъединицы и разматывая их. Что же касается субвирусных частиц, так называемых вироидов, то с ними и вовсе не требуется никакой разборки, поскольку они лишены капсида и представлены только одной нитью РНК (возможно, в некоторых случаях и две нити ДНК), которая способна автономно реплицироваться в инфицированных хозяйских клетках. Как видим, при всей своей морфологической простоте и функциональной специфике, вирусы несут в себе все признаки биологической архитектоники, присущие одноклеточным и многоклеточным организмам, то есть живой материи вообще.

Межвидовые паутинные отношения Стереотипные представления о ловчих сетях связаны с пауками, которые появились в каменноугольном периоде 299 млн лет тому назад. Однако истоки этого механизма куда более древние. Еще в докембрии простейшие морские животные фораминиферы и радиолярии для улавливания добычи использовали не что иное, как распростертые ловчие сети из тончайших нитей — цитоплазматических ризоподий. У большинства слизевиков, то есть простейших существ, лишенных твердых покровов, плазмодий (вегетативное тело) имеет вид сетки, построенной из переплетающихся и сливающихся тяжей, с помощью которой они захватывают пищу: бактерий, микроскопических животных и водоросли. Существующие ныне хищные нитчатые бактерии объединяются в группы волокнистыми выростами плазмодесмами и образуют довольно пространные (в масштабах микромира) коллективные ловчие сети. Двухслойные многоклеточные животные из группы кишечнополостных, будь то полипы или медузы, опутывают добычу нитями, выстреливая их из стрекательных клеток. Приобретение такого экстравагантного механизма нападения и защиты в значительной мере определило процветание этих, в общем-то весьма примитивных (в смысле уровня биологической организации) многоклеточных существ. Высшего совершенства в использовании сетеобразных ловчих конструкций, бесспорно, достигли наземные членистоногие, в особенности пауки. Во всех своих жизненных проявлениях пауки используют нить. Из нее строят убежища и ловчие сети, с помощью нити происходит спаривание, из нее плетут яйцевой кокон и

зимовочный мешок, на ней молодь разносится ветром. Словом, паук взаимодействует с окружающей средой не столько непосредственно, как другие животные, сколько через нитевидные структуры.

Грибная сеть жизни и смерти Паутина — это произведение не только животного мира. Грибы способны создавать ажурное переплетение тонких (1,5—10 мкм) нитевидных гиф (от греч. hyphe — ткань, паутина) и охватывать весь принадлежащий им богатый органикой субстрат: мертвую древесину, лесную подстилку, почву. Очень интересны обитающие в почве хищные гифомицеты. Эти всесветно распространенные грибы образуют на своих гифах систему ловчих колец. Они напоминают в совокупности ячейки сети, в которых застревают и запутываются их жертвы — почвенные нематоды, а также простейшие, коловратки, мелкие насекомые и другие обитающие в почве животные. Строение ловчих конструкций у хищных грибов разнообразно, но самый распространенный тип — клейкие сети из множества колец-ячеек. Такие сети образуются в результате обильного ветвления и соединения гиф. Нематода, случайно попавшая в сеть, пытается пройти сквозь кольцо и застревает в нем, после чего хищник утилизирует ее с помощью ферментов. Способность грибов улавливать добычу в сети способствовала и другому, куда более значимому направлению биологической эволюции: возникновению морфологически и физиологически двойных организмов, то есть лишайников. Существовавшие в течение миллионов лет совершенно независимо грибы и водоросли на определенном этапе вдруг «нашли» друг друга и образовали столь гармоничный комплекс, что сложное строение его было разгадано с большим трудом. В лишайниковом симбиозе, в отличие от многих других аналогов, биологическое единство двух различных организмов (гетеротрофный гриб-микобионт и автотрофная водоросль-фикобионт) дает принципиально отличный от них третий организм. Главная интрига здесь в том, что у лишайников есть специальные типы гиф: ищущие и охватывающие. Их предназначение — разыскивать и улавливать клетки водорослей. Эти гифы особенно заметны в начале развития слоевища лишайников из прорастающей споры, когда вокруг либо вовсе еще нет водорослей, либо их очень мало. Поисковые гифы прорастающего гриба захватывают найденную водоросль, плотно и тесно оплетая ее с разных сторон; формирующееся слоевище лишайника в итоге представляет собою не что иное, как водоросль, перепутанную и удерживаемую гифами гриба. Утвердившееся в науке о лишайниках традиционное представление, согласно которому активным и ведущим элементом в их эволюции была водоросль,

вызывает сомнение. Более вероятным представляется противоположный сценарий: грибы изначально поймали водоросль, проявив свойственную им активность и агрессивность, заключили ее в сеть и вступили с ней в симбиотические отношения. Грибная паутина проявляет себя созидательно еще и в другом качестве, тоже крайне важном для судеб биосферы. Лесные почвы в буквальном смысле охвачены сетями шляпочных грибов, которые, вступая в тесный контакт с корнями растений, формируют связную систему. В ней по гифам продукты фотосинтеза одного растения передаются другому. Благодаря этому в лесу устанавливается не только вертикальный транспорт биогенных элементов, который организуется самими деревьями. Своей жизнедеятельностью грибы дополнительно создают скрытый от внешнего наблюдения внутрипочвенный горизонтальный транспорт, который переносит вещество. А если учесть, что в этой системе возможен информационный обмен, тогда и вовсе образуется некий «лесной Интернет». Это удивительное и чрезвычайно важное для жизни леса обстоятельство проистекает не только от известной физиологической пластичности грибов, но прежде всего от способности грибов неограниченно создавать и чрезвычайно эффективно использовать пространные сети грибницы.

Лиановая паутина Перейдем теперь к самим растениям, для начала — к лианам. Они первично появились в тропическом лесу как приспособление в борьбе за свет при минимальной затрате органического вещества на эту борьбу (в сравнении, например, с прямостоящими деревьями, которым приходится поддерживать бремя тяжелых ветвей при помощи массивного ствола). В средних широтах преобладают травянистые лианы, которые, однако, выигрывают здесь уже не столько в борьбе за свет, сколько за почвенное питание и жизненное пространство вообще. Например, одно растение вьюнка полевого способно опутать несколько квадратных метров посевов культурных растений. Хлебные злаки при этом сильно полегают, а вьюнок получает свет, а то и подкормку от сгнившего хлеба. Сеть вьюнка столь прочна, что затрудняет уборку урожая, вызывая даже остановку и поломку уборочных машин, как это случается с морскими судами, когда они запутываются в рыболовецких сетях. Масштабы отрицательного воздействия лиан достигают своего апогея, если присущий им механический эффект сочетается с физиологическим паразитизмом на тех или иных растениях. Такими качествами в полной мере обладает семейство повиликовых, представители которого широко распространены на всех континентах. Повилики наносят огромный вред урожаю культурных растений, они быстро размножаются, их трудно искоренить. Одна особь паразита может опутать десятки

соседних растений, а повилика льняная — до сотни! От этого посевы зачастую гибнут полностью. Однако есть от лиан и польза в экосистеме: опутывая огромные деревья тропического леса, они не дают им упасть даже при отсутствии мощной корневой системы.

Биогеотекстиль На определенном этапе эволюции биосферы плетенка из нитей становится грандиозным по своим масштабам фактором, формирующим среду обитания. Качественно новым проявлением паутинного принципа, его подлинным триумфом становится заключение в сеть ни много ни мало поверхностного слоя континентальной коры выветривания! В тесных объятиях паутины корней и гифов этот слой, образованный из неустойчивых частиц мелкозема, теряет подвижность, неизбежно возникающую всюду под действием воздушных и водных потоков. Тем самым создаются условия, совершенно беспрецедентные для прошлой истории биосферы и крайне необходимые для прогрессивной эволюции: образуются долгоживущие запасы почвенного плодородия, причем складированные прямо по месту их первичного образования. Этот бесценный ресурс представляет собой материальный фундамент нынешней биосферы: от него питаются и функционально зависят не только все наземные, но в конечном счете и многие океанические формы жизни. Без «паутины» почвообразование прерывается, а эволюция поверхностного слоя материнской горной породы всецело переходит в сферу влияния энтропийных геологических процессов. Методично разрушая текстуральную основу почвенного покрова (с тех пор как деревянная соха впервые коснулась земли) и теряя его вследствие эрозии, человек все больше убеждается на горьком опыте в том, что созданные биологическими нитями сети имеют принципиальное, основополагающее значение не только для живого вещества, но и для биосферы Земли как глобальной экосистемы. Так материальная нить в своих многочисленных и многосторонних проявлениях стала универсальной и самой счастливой для жизни находкой вселенской эволюции. Особенно если учесть еще и то важнейшее обстоятельство, что именно с помощью нити стало возможно созидание, хранение и воспроизведение генетической информации, которая единообразно положена в основу всего живого и без которой жизнь на Земле никогда бы не состоялась.

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Здоровье

Защитный костюм чумного доктора Средневековья

Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Патогены былых времен Разговоры о болезнях тягостны, когда их заводят почтенные дамы за чашкой чая или в очереди к врачу. Однако они становятся занимательны и поучительны, если речь заходит о недугах прошлого. История человечества неразрывно связана с инфекциями, и над некоторыми из них ученые до сих пор ломают голову. 30

Отчего потели англичане? Жизнь английской королевы Марии Тюдор (1516— 1558) отмечена двумя болезнями. Когда она родилась, в стране свирепствовала английская потливая горячка, или английский пот. Предполагают, что от него умер в 1502 году принц Уэльский Артур, и наследником престола стал второй сын короля, будущий Генрих VIII, учинивший в Англии Реформацию. Генрих женился на вдове Артура Екатерине Арагонской, от

Джон Киз (1510—1573), оставивший подробное описание английского пота, отмечал, что болезни более подвержены люди богатые или праздные, любители посидеть в тавернах

этого брака и родилась Мария. А скончалась она от какой-то таинственной лихорадки, по-видимому, вирусной, которая стала самой страшной эпидемией XVI столетия. За год лихорадка унесла не меньше жизней, чем знаменитая Черная смерть — чума 1346—1353 годов. Симптомы обоих недугов известны, тем не менее соотнести их с современными инфекциями не удается. Лихорадкой болели долго, ее исход был непредсказуем. Мария Тюдор прохворала около трех месяцев. Сохранившиеся описания наводят медиков на мысль о вирусном гриппе, однако симптомы не вполне ему соответствуют. Английский пот протекал быстро, но очень тяжело. Человек внезапно ощущал сильный озноб, головную боль и ломоту во всем теле. Спустя три часа начиналась жестокая горячка, больной покрывался горячим потом, обильным и дурно пахнущим, его одолевала сильнейшая сонливость. Если в первые

сутки он не умирал, то через несколько дней обычно выздоравливал, хотя иммунитета не приобретал и мог заболеть снова. Смертность от английского пота составляла, по-видимому, 30—50% (Черная смерть убивала 30—60% заболевших). Эпидемия начиналась внезапно, уносила сотни жизней в неделю, а спустя месяц-другой столь же внезапно прекращалась, чтобы лет через 10—20 вспыхнуть опять. Считалось, что Европа пережила пять эпидемий английского пота: начавшись в 1485 году в Англии, он прокатился по Европе до Великого княжества Московского и закончился в Англии же в 1551 году. Вычислить возбудителя английского пота пытались многие, в том числе бельгийские и боснийские ученые под руководством профессора Института биомедицинской диагностики и исследований в Сараеве Мирсады Хукич. Прежде всего исследователи изучили старые записи и опровергли явно ложное, но прочно утвердившееся представление о том, что болезнь завезли в Англию французские наемники Генриха VII. Об этом писал английский врач Джон Киз, или Джон Кайус, как он себя называл на латинский манер. Однако во Франции в то время не было эпидемии, так что данное утверждение, скорее всего, было продиктовано традиционным желанием англичан обвинить во всем иностранцев. Болезнь, несомненно, появилась в Англии и передавалась от человека к человеку. Ученые подсчитали, что английский пот распространялся со скоростью путешественника XVI века. Пешеход с багажом проходил 15—20 км в день, всадник проезжал 30—40 км, а если у него была запасная лошадь, то 40—60 км. В то же время в перерывах между эпидемиями возбудитель должен был где-то находиться, следовательно, болезнь зоонозная, то есть ее возбудитель живет в каких-то животных. Архивные изыскания показали, что английский пот был более распространен, чем полагали, и длился дольше. Начавшись в 1483 году в Англии, он давал о себе знать до 1802 года. За это время болезнь побывала в Англии, Ирландии, Германии, Фландрии и Нидерландах, добралась до Скандинавии на севере и Франции и Италии на юге (хотя в энциклопедиях пишут, что итальянцы и французы английским потом не болели). Ученые отыскали упоминания о четырех эпидемиях XV века, в XVI веке их было 14, затем последовал перерыв до 1644 года (Корнуолл), а последний случай произошел в Германии. Более поздние сообщения об английском поте в Индии и Пакистане профессор Хукич и ее коллеги считают смертельными случаями холеры. Хотя исследователи не исключают, что сохранились не все упоминания об этой болезни и ее полная история никогда не будет написана. Связать эпидемии английского пота с погодными аномалиями или вспышками численности каких-либо вредителей ученым не удалось. Это не означает, что такой связи не было, просто не хватает данных. С диагнозом тоже проблемы. Один из обсуждаемых вариантов, раннюю форму сибирской язвы, «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Yersinia pseudotuberculosis (сверху)— ближайшая родственница возбудителя чумы Yersinia pestis (внизу) Фото бактерии псевдотуберкулеза сделано в лаборатории Helen Wang, фото чумной палочки — Muhsin Özel, Gudrun Holland, Rolf Reissbrodt/RK

по-видимому, придется отклонить, поскольку современники не упоминают ни язв, ни кровоизлияний. Описанию болезни отчасти соответствуют симптомы желтой лихорадки, денге и чикунгуньи, хотя маловероятно, чтобы комары-переносчики этих тропических вирусных лихорадок выжили во влажной, холодной Англии. Впрочем, в последние три десятилетия XV века и первой половине XVI века в Европе было теплее, чем в предыдущие полтора столетия. В Рейне зимой можно было купаться. Однако зима 1564 —1565 годов открыла долгий период похолодания. Наибольшему числу симптомов английского пота соответствует Конго-крымская геморрагическая лихорадка, ее вызывает РНК-содержащий вирус, носителями служат дикие животные и крупный рогатый скот, а человек заражается при укусе клещей нескольких видов. Передача от человека возможна, если тесно контактировать с его выделениями или кровью. Одна беда — от этой лихорадки не потеют. Еще один кандидат — мутировавший хантавирус. Современный хантавирус распространяют грызуны с мочой и экскрементами. Люди заражаются, вдыхая испарения от выделений, но друг друга инфицируют редко. Любопытно, что Френсис Бэкон (1561—1626) полагал причиной болезни грязь и вредные испаре-

ния. У него были на то основания, Англия XVI века была одной из самых грязных европейских стран. Но Бэкон не врач, его мнение не может быть решающим. Несовпадение симптомов в сочетании с возможной неточностью их описания создает заочным диагностам большие сложности. Делу могло бы помочь исследование ДНК или РНК возбудителя английского пота, но такого материала в распоряжении ученых, увы, нет.

Где достать возбудитель? Исследование древней ДНК — задача непростая, но решаемая. В распоряжении ученых высокопроизводительные методы секвенирования и компьютерные программы, которые анализируют и сравнивают последовательности; они умеют отличать древнюю нуклеиновую кислоту от современной и довольствоваться ничтожным ее количеством. Однако и это количество сложно добыть. Лучше всего сохраняются кости и зубы умерших, материал для анализа геномов древних людей и животных берут именно оттуда. Возбудителей, поражающих кости, немного, к ним относятся микобактерии туберкулеза и лепры. Не случайно древние геномы Mycobacterium tuberculosis и M. leprae хорошо изучены, равно как и геномы разных штаммов

Фото: Khaosproductions, Flicker

Туалеты на стене замка Конуи, Уэльс (XIII в.). При такой канализации как не быть болезням

чумной палочки Yersinia pestis — она сохраняется в корнях или полости пульпы зубов, которые обильно снабжаются кровью. Следы инфекций, передающихся через кровь, ищут именно в зубах. Возбудителей заболеваний желудочно-кишечной системы в костях не бывает, они скапливаются в мягких тканях и фекальных остатках. Исключение составляют системные инфекции, такие как возбудитель паратифа Salmonella enterica paratyphi. Бактерии из кишечника проникают в лимфатические узлы, где размножаются и массово выходят в кровь, почему и сохраняются в зубах умерших больных. Когда ДНК сальмонеллы извлекли из пульпы ацтеков, скончавшихся в XVI веке от «европейской» эпидемии, стало ясно, какая именно зараза погубила 80% коренного населения Мезоамерики («Химия и жизнь», 2018, 2). Системные инфекции — везение исследователя. А вообще, мягкие ткани сохраняются плохо, если только не кальцифицируются или мумифицируются. Знаменитый Тирольский ледяной человек Этци, замерзший в Альпах 5300 лет назад, на морозе не испортился; ученые смогли выделить из его тканей ДНК древней Helicobacter pylori — возбудителя язвы желудка. Бактерия оказалась азиатского происхождения, она старше афро-азиатского гибрида, ставшего предком современной европейской линии H. pylori. В XIX веке ткани умерших стали консервировать специально, эти образцы хранятся в медицинских музеях. Из законсервированного кишечника жителя Филадельфии, жертвы холерной эпидемии 1849 года, специалисты извлекли геном холерного вибриона Vibrio cholerae.

ДНК бактерий выделяют также из кальцифицированных абсцессов и почечных камней. Однако сохранность генома зависит не только от состояния окружающих тканей, но и от толщины внешней стенки микроорганизмов. У возбудителя сифилиса Treponema pallidum pallidum стенка тонкая, и его древний геном удалось прочитать лишь в последнее десятилетие, когда появились высокопроизводительные методы секвенирования. Многие опасные вирусы, вызывающие грипп, корь, иммунодефицит человека или желтую лихорадку, имеют РНКовый геном, а РНК распадается еще быстрее, чем ДНК. Мир просто пропитан РНКазами — ферментами, разрушающими рибонуклеиновую кислоту. Зато РНК, в отличие от ДНК, хорошо выдерживает фиксацию формалином, благодаря чему молекулы удается извлечь из заформалиненных образцов. А из сохраненных в парафине легких солдата, умершего от «испанки» 1918—1919 годов, выделили геном возбудителя пандемии. Нуклеиновая кислота ДНК-содержащих вирусов, например натуральной оспы, в мумифицированных тканях сохраняется. Увы, все вирусы – кандидаты в возбудители английской потливой горячки – содержат РНК. И поскольку в XVI веке покойников не консервировали в формалине, шансов обнаружить эти вирусы нет. И бактерии сибирской язвы Bacillus anthracis вряд ли найдут, если они там были, конечно, потому что они очень плохо сохраняются в древних останках; у них только споры долго лежат. Так что ученые пока не могут выяснить, какой патоген повинен в эпидемиях английского пота. Более того, непонятно, куда он затем делся. По мнению Мирсады Хукич, он вполне мог затаиться в каком-то природном «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

очаге в ожидании благоприятных условий. А поскольку мы не знаем, каковы эти очаги и условия, возможность новой эпидемии не исключена. Тогда и будет решена загадка английского пота. Но есть и другая возможность — патоген просто вымер, как сгинул возбудитель Юстиниановой чумы.

Пропавший патоген Эталон ужасной болезни, конечно, чума, с ней сравнивают многие смертельные заболевания. Когда в 1492 году в Ирландии вспыхнула эпидемия английского пота, его называли английской чумой. В 430 году до н. э. Афины поразила афинская чума; болезнь, бушевавшую в 165—180 годах в Римской империи, принято называть Антониновой чумой, или чумой Галена. СПИД — чумой ХХ века. Все эти заболевания к чуме отношения не имеют. Сейчас не вызывают сомнения три пандемии. Первая — чума Юстиниана, названная по имени римского императора того времени, вспыхнула в 532 году в Северной Африке (Эфиопии или Египте) и на следующий год достигла Ближнего Востока и Средиземноморья. В 541—542 годах болезнь пришла в Константинополь и Грецию, в 542 году докатилась до современной Италии, в 545—546 — до Франции и Германии. После этой великой пандемии вспышки болезни повторялись каждые 8—12 лет в течение двух веков. Вторая пандемия началась в Центральной Азии, достигла своего пика в Европе между 1348 и 1350 годами (период, известный как Черная смерть) и продолжалась с перерывами до XVIII века. Третья пандемия зародилась в китайской провинции Юньнань в середине 1850-х годов и впоследствии распространилась на Африку, Америку, Австралию, Европу и другие части Азии. В некоторых странах чумой болеют до сих пор, и логично предположить, что болезнь возникла еще до первой пандемии. Римский врач Руф Эфесский, живший в I веке н. э., описывает болезнь, вызывающую бубоны. Эпидемия охватила Ливию, Сирию и Египет. Он также цитирует ныне утерянные источники, которые описывают хворь с такими же симптомами, бывшую в III веке до н. э.. А историки чумы любят ссылаться на Библию. В первой книге Царств рассказано о том, как Господь, разгневавшись на филистимлян, «наказал их мучительными наростами». А где наросты, сиречь бубоны, там и чума. Ну, не точно, конечно, но возможно. Трудно ставить диагнозы по описаниям античных авторов, поэтому зададим другой вопрос: существовала ли чума в XI веке до н.э., в период, который описывает Первая книга Царств? По-видимому, да. Возбудитель чумы Yersinia pestis произошел от бактерии Y. pseudotuberculosis, которая размножается в богатой гумусом почве и в кишечнике теплокровных животных. Чтобы чумная палочка смогла выживать в крови и переезжать от крысы к человеку в блошином пищеводе, ей пришлось приобрести две плазмиды и несколько мутаций. До недавнего времени считалось,

что это произошло, по крайней мере, три тысячи лет назад — таков возраст найденных в Армении останков, из которых выделили ДНК Y. pestis со всеми необходимыми патогенными изменениями. Но оказалось, что чума старше. В Самарской области российские археологи исследовали захоронения девяти человек, умерших около 3800 лет назад. Ученые взяли у каждого покойника по зубу и отослали в Йену, в Институт истории человечества им. Макса Планка. Там из пульпы зубов выделили ДНК, и оказалось, что два человека, похороненные в одной могиле, болели чумой. У самарской линии Y. pestis нашли все гены, необходимые для передачи чумы через блох и грызунов. Эта линия дает начало возбудителям всех трех известных пандемий. Так что убийственная чумная палочка появилась четыре, а то и пять тысяч лет назад. А поскольку торговля между Европой и Азией уже налаживалась, чума, как и другие инфекционные заболевания, распространялась по торговым путям. Геном возбудителя второй пандемии изучен прекрасно, благо у исследователей нет недостатка в материале. К их услугам многочисленные чумные захоронения, в том числе Лондонское кладбище, где в 1348–1350 годах хоронили жертв Черной смерти. Геном древней чумной палочки много лет штудирует Хендрик Николас Пойнар — директор Центра древней ДНК в Университете Макмастерa в Гамильтоне, Канада. Под его руководством исследователи из разных стран реконструировали геном возбудителя второй пандемии и выяснили, что он стал предком возбудителя пандемии номер три и большинства современных штаммов. Черная смерть вошла в историю как чудовищная болезнь, тем не менее, по данным геномных исследований, Y. pestis XIV века была не смертоноснее нынешних бактерий, а современная чума протекает гораздо мягче. Так что за тяжесть средневековой эпидемии ответственны не только особенности микроба, но и внешние условия (эпидемиям чумы предшествовали природные катаклизмы и голод), всплеск численности переносчиков и восприимчивость хозяев, на которую, в свою очередь, влияют сопутствующие заболевания. Одна из них, малярия, которая достоверно обостряет течение чумы, в Средние века была широко распространена в нескольких европейских регионах. В Италии в 1528 году и в районе Марселя в 1720–1722 годах эпидемии чумы сопровождались перемежающейся лихорадкой. В Лондоне с 1661 по 1664 год, по свидетельствам современников, перемежающиеся лихорадки «свирепствовали, как чума», а в 1665 году в город пришла и настоящая чума. Она замаскировала лихорадку, которая, однако, никуда не делась, по крайней мере, в начале эпидемии. Иногда чуму ошибочно принимали за малярию; так, врач XIX века Джон Паркин считал, что «легкая форма чумы напоминает перемежающуюся лихорадку настолько, что до появления бубонов распознать болезнь практически невозможно», и даже в конце ХХ века в начале инфекции случаи истинной чумы путали с малярией.

В соборе святого Николая в Генте (Бельгия) находится картина с изображением распятого Христа. С одной стороны перед ним преклонил колени Оливье ван Миньян и его небесный покровитель, святой Оливер, с другой — его жена Амельберга Сленгхен и святая Амельберга. Рядом их дети, 10 дочерей и 21 сын. Все они умерли от чумы в 1436 году

В XV в. чумные бубоны полагалось вскрывать ланцетом

Хендрик Пойнар и его коллеги опровергли расхожее мнение о том, что чума всегда приходит с Востока. Проанализировав ДНК из французских чумных захоронений XVIII века, они выяснили, что возбудители эпидемии состоят в родстве с английскими бактериями XIV века. Во Францию чума пришла с Запада. В то время в Средиземноморье был собственный резервуар чумы, сейчас он иссяк. Исследователи не обошли вниманием и первую пандемию — чуму Юстиниана. Она косила людей в Центральной Азии, Африке и Средиземноморье и докатилась до Европы. По подсчетам очевидца этих событий, византийского писателя Прокопия Кесарийского, от нее умерло около 100 миллионов человек. Хотя симптомы, описанные Прокопием Кесарийским, очень похожи на чуму, некоторые исследователи еще в начале XXI века предполагали, что чума Юстиниана не чума вовсе, а какая-то другая болезнь: геморрагическая лихорадка или свирепая инфлюэнция. Сомнения оказались напрасны. Специалисты Мюнхенского университета имени Людвига и Макси-

милиана обнаружили ДНК чумной палочки в останках людей, погибших от Юстиниановой чумы и похороненных в Сансе (Франция) и Баварии (Германия). Пойнар с коллегами пошли дальше, они полностью расшифровали геном возбудителя первой пандемии и сравнили его с геномом возбудителя Черной смерти. Для анализа они использовали зубы двух горожан из Ашхейма (Бавария), умерших в VI веке, во времена первой пандемии. Анализ генома подтвердил, что обоих баварцев убил штамм Y. pestis азиатского происхождения. Он был очень заразным и устойчивым к иммунной системе хозяина — по современным подсчетам, смертность от него достигала 40%. Казалось бы, жить и жить такой успешной бактерии, тем не менее потомков этот штамм не оставил. Почему он вымер — непонятно. Так как эпидемия продолжалась несколько веков, бактерии были хорошо приспособлены к передаче человеку. Возможно, даже слишком хорошо. Штамм всех убил и один остался, не хватило ему восприимчивых людей, грызунов или и тех, и других. Или он мутировал, и люди приобрели к нему устойчивость, вот и не болеют. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

План массового захоронения в Керамейкосе

Не всякий мор — чума В 431 году до н. э. в Древней Греции началась Пелопонесская война между Афинами и Спартой. На второй год войны в Афинах и окрестностях вспыхнула эпидемия, свирепствовавшая в Аттике до 426 года до н. э. — афинская чума. Фукидид (460—400 годы до н. э.), сам переболевший этой болезнью, пишет в своей «Истории»: «Все были согласны в том, что год этот в отношении прочих болезней был самый здоровый; если же кто перед тем и заболевал чем-нибудь, всякая болезнь разрешалась чумою. Остальных, кто был здоров, без всякой видимой причины внезапно схватывал прежде всего сильный жар в голове, появлялись краснота и воспаление глаз; затем внутренние части, именно гортань и язык, тотчас затекали кровью, дыхание становилось неправильным и зловонным. После этих симптомов наступали чиханье и хрипота, а немного спустя страдания переходили в грудь, что сопровождалось жестоким кашлем. Когда болезнь бросалась на желудок, она производила тошноту, и затем следовали все виды извержения желчи, обозначаемые у врачей особыми именами, причем испытывалось тяжкое страдание. Дальше большинство больных подвергалось икоте без извержений, что вызывало сильные судороги, которые у одних прекращались тотчас, у других продолжались еще долгое время. Тело на ощупь не было слишком горячим, оно не бледнело, но было красноватое, синело, и на нем высыпали пузырьки и нарывы. Больной так горел, что не мог выносить прикосновения самой легкой шерстяной одежды, холщовых покровов и т. п., а

раздевался донага и с особенною приятностью кидался в холодную воду. Многие, лишенные ухода, мучимые неутолимой жаждой, бросались в колодцы. И безразлично было, пил ли кто много или мало. Невозможность успокоиться и бессонница угнетали больного непрерывно. Пока болезнь была во всей силе, тело не ослабевало, но сверх ожидания боролось со страданиями, так что больные большею частью умирали от внутреннего жара на седьмой или на девятый день, все еще несколько сохраняя силы. Если больной переживал эти дни, болезнь спускалась на живот, там образовывалось сильное нагноение, сопровождавшееся жестоким поносом, и большинство больных, истощенные им, затем умирали. Зародившись прежде всего в голове, болезнь проходила по всему телу, начиная сверху; а если кто переживал самое тяжелое состояние, то болезнь давала себя знать поражением конечностей. Поражению этому подвергались детородные части, пальцы рук и ног, и многие с выздоровлением теряли эти члены, а некоторые лишались и зрения. Были и такие, которые тотчас по выздоровлению забывали решительно обо всем и не узнавали ни самих себя, ни своих близких». Симптомы, описанные Фукидидом, предоставили современным медикам обильную пищу для фантазий. Среди возможных причин эпидемии, помимо бубонной чумы, называли пищевую токсическую алейкию (отравление пищей, зараженной грибками Fusarium), цингу и эрготизм (отравление алкалоидами спорыньи), сибирскую язву, холеру, лихорадки Денге, Ласса, Эбола или Марбург, рожу, сап, грипп обычный или осложненный синдромом токсического шока, синдром

Мумифицированное тело неаполитанского мальчика, умершего в середине XVI века. На лице видны оспины

Гийена — Барре (аутоиммунное заболевание, при котором объектом атаки становится нервная система), малярию, корь, менингит, лихорадку Рифтовой долины, скарлатину обычную и злокачественную, оспу, потницу, туляремию, тиф брюшной и возвратный, в том числе осложненный бубонной чумой, дизентерией или желтой лихорадкой, и, наконец, желтую лихорадку, осложненную цингой. Выбрать подходящую болезнь из этого списка мешало отсутствие источника ДНК — не было захоронений. Фукидид пишет: «Все обряды, какие соблюдались раньше при погребении, были попраны, и каждый совершал похороны, как мог. Многие, раньше уже похоронившие немало своих, прибегли к непристойным похоронам за отсутствием необходимых принадлежностей для погребения: одни клали своего покойника на чужой костер и поджигали его прежде, чем появлялись те, которыми костер был сложен; иные бросали принесенного покойника сверху на костер, в то время как сжигался на нем другой труп, и затем удалялись». Но, как оказалось, сгорело не все. В 1994—1995 годах на древнем кладбище Керамейкос в Афинах раскопали массовое захоронение, содержащее не менее 150 умерших. Тела просто беспорядочно бросали в яму неправильной формы, они лежат в пять слоев, чем выше, тем небрежнее с ними обращались. Захоронение датировали 430 — 426 годами до н. э. Такие массовые захоронения редки в классический период и связаны в основном с эпидемиями. Датировка, явная поспешность погребения и несоблюдение обрядов позволили связать эту могилу со вспышкой афинской чумы. Бедных людей, которых некому было похоронить, кое-как засыпали землей, чтобы защитить горожан от эпидемии. В 2005 году специалисты Афинского университета проанализировали ДНК из зубной пульпы людей из массового захоронения. Они искали ДНК возбудителей чумы, сыпного тифа, сибирской язвы, туберкулеза и почему-то коровьей оспы и болезни кошачьих царапин, но ничего не нашли. Зато во всех трех исследованных зубах обнаружили ДНК возбудителя брюшного тифа Salmonella enterica typhi. Среди симптомов брюшного тифа – жар, сыпь и диарея. Жители Афин в то время страдали от скученности, антисанитарии и нехватки воды, что неизбежно привело к эпидемии. Правда, в наше время заболевание не начинается так остро, как описывает Фукидид. Исследователи не исключают, что в прошлом брюшной тиф протекал иначе. Поскольку люди многократно подвергаются нашествию одной и той же болезни, их реакция на патоген может со временем измениться. Древний и современный штаммы могли различаться, или в Аттике в то время, вопреки уверениям Фукидида, свирепствовали и другие болезни, повлиявшие на манифестацию тифа. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Четкие симптомы

Авторство ксилографии «Предсказание эпидемической болезни» приписывают Альбрехту Дюреру. На ней изображен мужчина с признаками сифилиса. Знаки зодиака показывают несчастливое соединение планет, имевшее место в 1484 году и приведшее к эпидемии нового недуга. Ксилография создана в 1496 году для брошюры нюрнбергского врача Теодора Улсения, описавшего сифилис как неизлечимую болезнь

Удобно, когда останки сохранили явные симптомы перенесенного заболевания — сразу ясно, что искать. Но порой они, напротив, сбивают со следа. В середине 1980-х годов итальянские исследователи вскрыли гробницы знатных неаполитанцев, умерших во второй половине XV и в XVI веке. Останки покоятся в базилике Сан-Доменико-Маджоре в Неаполе. Исследованиями руководил профессор Пизанского университета, историк медицины Джино Форначьяри. В одном из саркофагов ученые обнаружили мумию безымянного мальчика примерно двух лет. По данным радиоуглеродного анализа, он умер в середине XVI века. Перед похоронами тело выпотрошили и набальзамировали. На коже лица, тела и рук сохранились отчетливые следы везикулопустулезной сыпи — несомненный признак натуральной оспы. Ничего удивительного — оспа в то время была обычным заболеваниям, а незадолго до смерти ребенка по Неаполю как раз прокатилась эпидемия. Не полагаясь на внешние признаки, ученые исследовали срезы пустул под электронным микроскопом и наблюдали множество вирусоподобных частиц яйцевидной формы размером 250 на 50 нанометров с центральным плотным ядром. После иммунологического окрашивания частиц сомнений не осталось — дитя скончалось от тяжелой формы оспы. Спустя тридцать с лишним лет мумией заинтересовался Хендрик Пойнар. Он везде, где мог, искал следы вируса гепатита В (HBV) — его интересовала эволюция вируса. Исследователи повторили манипуляции итальянских коллег, но вирусов в пустулах не увидели. Вообще никаких. Почему так получилось, ученые объяснить не смогли. Что ж, вирусов не осталось, зато сохранилась ДНК, которую извлекли из кожи разных частей тела, мышц и костей мумии. Оспенной нуклеиновой кислоты в образцах не оказалось, зато в них присутствовала ДНК HBV. Поскольку зараженными оказались все образцы, а в соседних мумиях того же возраста HBV не нашли, загрязнение исключается. Поэтому ученые решили, что ребенок болел не оспой, а гепатитом В. Этот вирус распределяется по разным клеткам, в том числе размножается в костном мозге, откуда исследователи и извлекли большую часть образцов. Но откуда тогда сыпь? Очевидно, мальчик страдал синдромом Джанотти — Крости, это редкий клинический симптом гепатита В, который проявляется у детей двух—шести лет как папулезная сыпь. Вот вам и явные признаки. Сюрпризы мумии на этом не закончились. Оказалось, что за 450 лет геном HBV практически не изменился. История итальянского мальчика учит нас, что, анализируя болезни прошлого, нельзя довольствоваться их описанием, нужно исследовать ДНК. Меж тем исследователи сифилиса полагаются на внешние признаки — характерные следы на костях, которые оставляет болезнь.

Первая эпидемия сифилиса разразилась в 1495 году, вскоре после экспедиции Колумба. Современники решили, что моряки привезли эту болезнь из Нового Света, и пока никто эту гипотезу не опроверг, но очень хочется («Химия и жизнь», 2000, 5). Например, швейцарский врач и паразитолог Рейнхард Хёппли в 1969 году предположил, что трепонематоз возник тысячи лет назад в Старом Свете, вместе с рабами из Центральной и Западной Африки был завезен на Пиренейский полуостров примерно за 50 лет до Колумба и в итоге породил венерический сифилис. Сторонники этой гипотезы ссылаются на азиатские находки костей с повреждениями, похожими на те, которые вызывает сифилис, и этим останкам несколько тысяч лет. Однако разрешить сомнения можно лишь одним способом — найти в Старом Свете доколумбовы останки, содержащие ДНК возбудителя. Этой задачей уже несколько лет занят исследователь древней ДНК, профессор Института истории человечества им. Макса Планка Иоганнес Краузе (это он исследовал зубы из самарского захоронения). Ученым удалось исследовать останки девяти жителей средневековой Европы. Пять из них были погребены в часовне Святого Духа, Турку, Финляндия; один — в Домском соборе в Порвоо, Финляндия; двое в Тарту, Эстония: на кладбищах Святого Иакова и Святого Георгия; один — при Больнице Гертруды в Кампене, Нидерланды. Кости четырех человек имели характерные для сифилиса повреждения, и анализ ДНК подтвердил, что они были заражены трепонемой. Существуют несколько подвидов бледной трепонемы. Помимо Treponema pallidum pallidum — возбудителя венерического сифилиса, есть еще T. p.pertenue и T. p. endemicum, вызывающие фрамбезию и беджель. Фрамбезия поражает кожу, кости и хрящи и передается от человека человеку, в основном через язвочки на коже. Заболевают ей преимущественно дети. Фрамбезию легко вылечить, но запущенная болезнь приводит к инвалидности. При беджеле высыпания появляются сначала на слизистой, потом на коже, и, если болезнь не лечить, она уходит вглубь. Ею заражаются при бытовых контактах, через общие полотенца и посуду. Эти две болезни не венерические, не столь тяжелы, как сифилис, и считаются эндемическими, то есть характерными для определенных мест. Фрамбезией болеют в тропиках, беджелем — в сухом и жарком климате. Неожиданно оказалось, что один из четырех европейцев был заражен возбудителем фрамбезии и еще один — трепонемой, последовательность которой близка к T. p.pertenue и T. p. endemicum. Причем все они — уроженцы Центральной и Северной Европы, что подтверждает анализ митохондриальной ДНК. Это первая находка эндемичных трепонем в Северной Европе. Более того, возбудители, оказывается, обменивались генетической информацией, что означает физический контакт. В наше время рекомбинации между трепонемами разных подвидов нет и быть не может, поскольку они разделены географически.

Помимо этого обстоятельства, воображение исследователей будоражит радиоуглеродная датировка останков. Она относит образец больного фрамбезией (взрослого жителя Турку) к 1450—1630 годам, а кости юного сифилитика из Тарту к 1434—1635 годам. Методологические сложности не позволяют точнее определить даты смерти, однако не исключено, что эти люди жили и болели еще до того, как Колумб сплавал в Америку. Исследователи предположили, что в XV—XVI веках в Старом Свете уже водились разнообразные трепонемы. Возможно, сначала все они вызывали болезнь с одинаковыми симптомами, а потом постепенно подразделились на три подвида. Это разнообразие не исключает, что европейцы привезли из Нового Света новые штаммы Treponema pallidum, но делает более достоверной гипотезу о том, что эпидемию сифилиса XV века могли вызвать европейские штаммы. То есть гипотеза стала бы достовернее, если бы Иоганнес Краузе с коллегами смог точно датировать останки и проанализировать больше геномов из разных частей света. А пока анализ древней трепонемной ДНК скорее запутывает ситуацию, нежели проясняет.

ы изучаем историю, чтобы лучше понять настоящее. К истории человеческих болезней это относится в полной мере. Без молекулярной диагностики она была бы неполна, так как на описания современников и внешние проявления не всегда можно полагаться. Теперь мы знаем больше, и оказалось, что тысячи лет назад возбудители были те же, что и теперь, и появились они задолго до легендарных пандемий прошлого. И сейчас эти убийственные инфекции не умерли, но спят. Эпидемии возникают не вдруг, их провоцируют войны, политические и природные катаклизмы, просто тяжелый быт. Люди прошлого прекрасно это понимали. Афиняне обвиняли в эпидемии Перикла, который загнал множество людей за городские стены, и они, вынужденные праздно жить тесноте и грязи, лишенные простора и свежего воздуха, заражались друг от друга. Перикла лишили должности стратега и наложили на него большой штраф, только здоровья у населения не прибавилось. Искать виноватых мы и сейчас любим, а эпидемии, даже не такие свирепые, как Черная смерть, по-прежнему застают нас врасплох, несмотря на все достижения фармакопеи и санитарной медицины.

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Панацейка

Горький апельсин: похудеть и успокоиться

итрусы! Они такие красивые, ароматные, сочные и разноцветные! Ими любуются, лакомятся и, конечно, лечатся. Лимон — признанное народное средство для укрепления иммунитета; когда в России началась ковидная эпопея, цена на лимоны подскочила в несколько раз. Однако наш рассказ не о нем, а о померанце Citrus aurantium. Название «померанец» происходит от латинского «pomum aurantium» — золотое яблоко. Но это лишь одно из множества имен. Растение известно как бигардия, кинотто и севильский апельсин, потому что его более 800 лет выращивают в Севилье и делают из него мармелады, сиропы и соки, которые до сих пор пользуются большой по-

пулярностью. Его также прозвали горьким и кислым апельсином, так и не решив, что преобладает в его вкусе — горечь или кислота. Горький апельсин — небольшое вечнозеленое дерево высотой около пяти метров. Его родина, повидимому, Индия, откуда растение попало в Западную и Юго-Западную Азию, а потом в Средиземноморье. Сейчас померанцы выращивают в субтропиках на разных континентах, ими ароматизируют и подкисляют всевозможные блюда и напитки. Горький апельсин ценят как лечебный плод, еще Авиценна (980—1037) включал померанцевый сок в свои рецепты. Традиционная китайская медицина веками использует кожуру или сушеные плоды для лечения разнообразных желудочных хворей. В Южной Америке горьким апель-

ин м нни , и и и м н и ьз н н м и и и н м н и и и ь ь ин из нн н з з н , нн м и н иним , м нь и ь и , и ь и и и ь н и ь, м ь ь ин я н м н зн н и 20 н ини и и ни ь ь ин и н и ин ин ж ни , ни н мн , жн и 0 ини и и ния и и, ь ь ин , м и и нии ими ин и н ми, м и ин м, и ьн

я м изм и, инии и 12 н ь, и ин ь и мм н зн ни , им н ь ин и мм , и н , и м я и и изи ими жн ниями м н , з ним и я и ми жн ниями, 100 м ин ин нь я и м н и и н и ь м и и и ь ни н н з им н н 10 з ь , и ьз и я, н н и и ь ь ин ь зн изи и и я и ин ин н мин и ин ин и из м яз я зн ми и ми н , н и з им и н ми ж м

, н

з им ми

и им м

1 и

ин ь и ни н м з м и ин и и из м ин ин м ин ин и м ин ин з и ни и и ни им , нн , н ж ьн м н м ии ин ин н м ь ни н м и н м, и ь, и и м н м, я им н з ь им н ни ь ь ин ь им и м и з ни и и н м н и ни м, ям знями и и н ж з , , ни и и , и и ими и и и и ими з ниям, ьн м, иним им нн , ям и «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

кормящим матерям. Жиросжигающие препараты с п-синефрином запретили Национальная ассоциация студенческого спорта, организующая спортивные соревнования в колледжах и университетах США и Канады, и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США — знаменитое FDA. Однако специалисты утверждают, что произошла трагическая ошибка. Протоалкалоид п-синефрин — производное фенилэтиламина, а не фенилпропиламина, как эфедрин. Его гидроксильная группа находится в пара-положении фенольного кольца, а не в мета-положении, как у м-синефрина. Эти структурные различия меняют стереохимию, фармакокинетику, сродство к адренорецепторам и фармакологические свойства молекулы. Померанцевый п-синефрин довольно слабо взаимодействует с α- и β-1адренорецепторами и практически не влияет на сердечно-сосудистую систему. Но при этом он отлично взаимодействует с адренорецепторами β-3, которые не регулируют пульс и давление, зато повышают способность организма сжигать жир. А как же эксперименты на животных? В данном случае они сослужили плохую службу: п-синефрин связывается с адренорецепторами грызунов раз в десять легче, чем с человеческими, и результаты, полученные на крысах, нельзя экстраполировать на людей. Возможной токсичности горького апельсина посвящено около 30 клинических исследований, и все они показали, что экстракты и п-синефрин не вредят сердечно-сосудистой системе, если соблюдать рекомендуемую дозировку. Нежелательного влияния на ферменты печени, работу почек и биохимический состав крови исследователи также не обнаружили. Вопрос о том, какую дозировку можно считать безвредной, остается открытым. Доказано, что можно без опаски принимать по 100 мг п-синефрина ежедневно. Если сочетать его с кофеином, как делают многие, здоровью не повредят 70

мг п-синефрина и 400 мг кофеина. Можно для подстраховки принимать эти вещества в разное время. Помимо исследований, подтверждающих безопасность п-синефрина, есть еще опыт миллионов людей, которые ежедневно глотают экстракт горького апельсина, пьют цитрусовые соки, содержащие по 20—25 мг п-синефрина на стакан (240 мл), и не жалуются на сердце, почки, печень или щитовидную железу. Однако более высокие дозировки могут быть вредны. Некий человек, приняв 500 мг п-синефрина, почувствовал сильное сердцебиение. К сожалению, остался неизвестным полный состав пищевой добавки, которую он использовал. Так что проблема безопасности горького апельсина ждет окончательного решения. Кстати, о дозах. Существует синтетический п-синефрин, представляющий собой смесь L- и D-изомеров, а в горьком апельсине вещество присутствует в виде L-изомера. Поскольку D-изомер малоактивен, синтетический п-синефрин обладает примерно половинной активностью натурального. Возможно, п-синефрин связывается не только с адренорецепторами. Известно, что он взаимодействует с рецептором нейромидина, который находится в гипоталамусе и регулирует, в том числе, аппетит и энергетический баланс. Но эти данные получены на клеточной культуре. В организме п-синефрин должен преодолеть гематоэнцефалический барьер, чтобы добраться до гипоталамуса, и способен ли он на это, неизвестно. В традиционной китайской медицине водный экстракт померанца используют для лечения депрессии, для чего смешивают с экстрактами плодов гардении жасминовидной и коры лекарственной магнолии. Снадобье называется Чжи-Цзы-Хоу-По, в клинике его не тестировали, только на крысах, им помогает. Обычно в качестве антидепрессанта и успокоительного средства используют не экстракт, а эфирное масло горького апельсина. Его получают гидродистилляцией свежих

продуктов: кожуры, листьев и цветков (масло из цветков называется нероли). Это горькая, очень ароматная жидкость. Масло, в отличие от экстракта, состоит преимущественно из летучих веществ. Основное летучее вещество нероли — линалоол, масло из листьев богато линалилацетатом. Масло кожуры содержит D-лимонен, D-линалоол, N-ацетилоктопамин, гамма-аминомасляную кислоту и другие компоненты. Летучие вещества эфирного масла влияют на центральную нервную систему — гипоталамус, гиппокамп и обонятельную борозду, — снижают давление, расслабляют и успокаивают. Эти свойства проверили в нескольких двойных слепых исследованиях, проведенных в разных странах. Эфирные масла померанца снижают тревожность пациентов, ожидающих малоприятной манипуляции: приема у зубного врача, операции на ноге под общим наркозом, аспирации (отбора пробы) костного мозга. Они успокаивают женщин во время первых родов и пребывающих в больнице мужчин. Успокоение обычно сопровождается снижением давления, пульса и частоты дыхания. Нежелательных побочных эффектов исследователи не наблюдали. Масло применяли по-разному: распыляли в воздухе, вдыхали, клали под нос роженице пропитанную маслом марлю, даже глотали. Что касается обезболивания, масло не сработало, увы. У пациентов, томящихся в приемной у стоматолога, зубы не стали болеть меньше, хотя страдальцы и успокоились. Что интересно, далеко не все оценили запах распыленного в приемной масла. Некоторые пациенты вообще не обратили на него внимания.

Н. Ручкина

Фото: Alexandra Green

Дневник наблюдений

Белая м

«С

волками жить — по-волчьи выть» — это рекомендация для человека. Животные, вынужденные сосуществовать с людьми, не могут с ними говорить, но как-то общаться им нужно. И домашние животные научились понимать команды, жесты и взгляды человека и сами подают хозяину сигналы, кто какие может. Считается, что это умение диким зверям не свойственно и развилось в процессе доместикации, да и то не у всех видов, а только тех, которые были предназначены для взаимодействия с человеком — собак и лошадей («Химия и жизнь», 2018, 2). Несколько лет назад специалисты Будапештского университета сравнили поведение собак и волков, которым предлагают кусок колбасы в прозрачном контейнере. Животных предварительно научили открывать контейнер и доставать лакомство, но этот заперт так, что открыть его невозможно. Волки, даже ручные, выращенные людьми, упорно и безуспешно пытаются снять крышку, собаки же смотрят в лицо человеку в ожидании подсказки. Но оказалось, что общаться с человеком могут не только домашние животные. Британские и австра-

Контейнер с угощением прикреплен к доске, его не открыть. Кенгуру требуется меньше минуты, чтобы это понять, и он смотрит на экспериментатора, который стоит рядом и ничем не помогает

лийские специалисты из Университетов Рохэмптона и Сиднея доказали, что к этому способны звери, которых никогда не приручали, даже кенгуру. Хотя сумчатых не одомашнивали, их часто держат в неволе, например западных серых кенгуру Macropus fuliginosus fuliginosus, которые не боятся человека. В трех парках Нового Южного Уэльса исследователи выбрали двенадцать западных серых кенгуру, а также по паре восточных серых и красных кенгуру (Macropus giganteus и Macropus rufus). Критерием отбора служила готовность животного подойти к экспериментатору. С каждым кенгуру работали индивидуально, подманивая его лакомым кусочком к месту эксперимента. Сначала животных научили доставать угощение из пластиковой коробочки. Это мог быть кусок сладкого картофеля или моркови, кукурузные зерна или травяные гранулы. Коробочка прозрачна и в ней прорезаны небольшие отверстия, так что кенгуру угощение видят и чуют. Одиннадцать кенгуру из шестнадцати освоили науку извлечения лакомства из открытого контейнера, контейнера перевернутого или закрытого крышкой, и тогда им предложили коробочку, которую открыть невозможно. Они очень быстро поняли, что лакомство недосягаемо, и переводили недоуменные взгляды с контейнера на стоящего тут же экспериментатора. Один из исследователей, Алан Макэллиготт, который сейчас работает в Городском университете Гонконга, до экспериментов с кенгуру поставил аналогичные опыты с дикими козами. Они, хоть и дикие, жили в парке и к «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Фото Nortondefeis

Обыкновенная игрунка со своими двойняшками. У взрослой обезьянки на лбу белое пятно, у детенышей оно появится позже

людям привыкли. Получив неоткрываемый контейнер, козы смотрели на человека в ожидании руководства к действию. Предпосылкой к общению с людьми служит социальность. Собаки и лошади, козы и кенгуру — все живут группами, следовательно, вынуждены общаться. Вероятно, многие социальные виды млекопитающих могут от коммуникации с собратьями по виду переходить к коммуникации с людьми. Логично поэтому, интересуясь поведением животных по отношению к человеку, обратить внимание на их общение друг с другом. Многие млекопитающие живут группами, но далеко не всегда мирно. Шимпанзе Pan troglodytes гораздо агрессивнее своих ближайших сородичей бонобо Pan paniscus. Полагают даже, что бонобо «самоодомашнились», то есть стали более терпимыми друг к другу или представителям другого вида, с которым они соседствуют. В 2014 году исследователь из Института теоретической биологии Университета Гумбольдта Адам Уилкинс, профессор Гарвардского университета Ричард Врэнхэм и профессор Венского университета Текамсе Фитч предположили, что одомашнивание связано с изменением развития клеток нервного гребня («Химия и жизнь», 2015, 3).

Нервный гребень появляется на ранней стадии развития эмбриона на его спинной стороне. Его клетки мигрируют по всему телу и дают начало многим типам клеток и тканей, в частности меланоцитам (клеткам, которые синтезируют пигмент), секреторным клеткам надпочечников и нейронам вегетативной нервной системы. Некоторые мутации уменьшают число клеток нервного гребня и, следовательно, размер надпочечников. Надпочечники синтезируют гормоны стресса адреналин и норадреналин, которые побуждают что-то немедленно делать: бороться или спасаться бегством. Если гормонов стресса становится меньше, животное не так бурно реагирует на внешние раздражители, и такое поведение весьма способствует мирному сосуществованию. Естественно, доместикация не ограничивается уменьшением надпочечников. Поскольку нервный гребень влияет на многое, домашние животные приобрели определенный набор признаков, которые Дарвин назвал синдромом доместикации. В их числе белые пятна на теле и на голове. Домашние коровы и лошади, хомяки и кролики сверкают белым пятном на лбу. Среди диких животных тоже есть существа с белой меткой — обыкновенные игрунки, они же уистити,

Callithrix jacchus. Эти мелкие бразильские обезьянки ростом 18—19 см живут на деревьях большими семьями, в которых размножается только одна самка: раз в полгода она производит на свет двойняшек. Все остальные члены группы, включая счастливого отца, помогают ухаживать за малышами. Поскольку уистити — социальные существа, интересно проверить, можно ли по размеру белого пятна судить о степени дружелюбия. Белые пятна на шерсти могут возникать по разным причинам. Американские исследователи под руководством нейробиолога из Принстонского университета Асифа Газанфара убедились в том, что пятно на лбу игрунки появляется из-за отсутствия меланоцитов, то есть действительно связано с состоянием нервного гребня. Затем они выяснили, что площадь пятна связана с «разговорчивостью» уистити. Обезьяны в джунглях не безмолвствуют. Взрослые игрунки, пребывая в одиночестве, время от времени издают звуки. А с сородичами, которые находятся вне поля зрения, но в зоне слышимости, они обмениваются особыми сигналами. Это характерный звук, довольно продолжительный и монотонный. Восемь взрослых обезьянок помещали на 15—30 минут в комнату в одиночестве или с другой игрункой (в этом случае комнату разделяла непрозрачная ширма и животные друг друга не видели) и записывали издаваемые ими звуки. Площадь абсолютно белой части пятна на лбу игрунки варьировала от 0,3 до 0,6 квадратных сантиметров, и чем она больше, тем с большей вероятностью игрунка отвечала на оклик другой обезьянки. На частоту позывных одинокой уистити площадь пятна не влияет. Это исследование связывает выраженность одной из черт социального поведения с четким физическим признаком, чем и интересно. Ученые очень гордятся полученными результатами, однако они, безусловно, предварительные, поскольку выборка крошечная. Исследователи предполагают, что на появление внешнего признака одомашнивания повлияла жизнь в большой семье, когда за младенцами ухаживают оба родителя, старшие братья и сестры и даже неродственные члены сообщества. Игрунки рождают двойню, поэтому такая стратегия размножения и воспитания им необходима — в одиночку они не справятся. Однако это не единственные приматы, которые для выживания полагаются на помощь сообщества. Мауэсская игрунка Mico mauesi тоже рожает двойняшек, но у нее на морде нет белого пятна. Есть и другие обезьянки, которые производят на свет единственного детеныша и воспитывают всем миром. И тоже обходятся без пятна. Ученые планируют сравнить поведение двух видов игрунок, с пятном и без. Жаль, что они пока не уделили должного внимания взаимодействию Callithrix jacchus с человеком. Итак, партнерское поведение диких животных, повидимому, приводит к появлению внешних признаков, характерных для животных домашних. И даже если не приводит, они, оказывается, не нуждаются в долгом соседстве с человеком, чтобы научиться общению с ним. По крайней мере, некоторые.

Мы все едоки, и если хоть отчасти верно, что человек — это то, что он ест, эта книга про нас. А о себе всякому читать интересно.

сновой книги постоянного автора журнала «Химия и жизнь» Натальи Резник «Что мы едим? Непростые ответы на простые вопросы» послужили статьи, опубликованные в разные годы на страницах журнала, переработанные и дополненные последними научными данными. В итоге получились 39 рассказов с замечательными иллюстрациями Натальи Колпаковой. Все рассказы посвящены известным продуктам, правда, многие из них популярны за пределами нашего Отечества: в лесах Амазонки, полупустынных нагорьях Китая или на берегах африканских озер. Однако в ближайшем будущем они могут приобрести планетарное значение. Продовольственный кризис и глобализация уже делают свое дело, и некоторые экзотические для нас культуры постепенно проникают на прилавки российских магазинов. К этому нашествию нужно подготовиться. Современному человеку следует знать, как правильно есть акрид, что заменит россиянам сою, каковы на вкус «бедра нимфы Авроры» и в каких краях эти нимфы водятся, и не путать батат с картофелем.

Купить книгу можно в нашем киоске www.hij.ru. Цена — 425 рублей с доставкой по РФ.

Н. Анина «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Проблемы и методы науки Кандидат социологических наук

А.В. Шкурко ия Сергея Тюнина

ин и н В некоторых областях науки и техники есть четкие «контрольные точки», которые приковывают внимание людей. Перелет через Атлантику, человек на Луне, атомная бомба, вакцина от чумы. Есть области, в которых таких зрелищных моментов нет, им внимания людей и СМИ достается меньше. От материаловедения и компьютинга зависит все, что нас окружает, а многие ли знают, что делается в этих областях? И даже там, где есть особые точки, все, что стоит за ними, остается в тени. Кроме того, в любой новой области этапные достижения случаются не каждый год, и уж точно — не в начале деятельности. Но и без них может быть виден в перспективе серьезный социальный эффект. Например, у исследований мозга.

То, что мы думаем, гораздо менее сложно, чем то, чем мы думаем. Станислав Лем

Творчество и мозг — история вопроса Творчество — наверное, один из самых замечательных видов человеческой деятельности. Его считают высшим проявлением человеческого духа, во многих обществах декларируется, что раскрытие творческого потенциала человека принципиально важно. Считается, что создание чего-то нового и оригинального — ценно само по себе, а не только как средство достижения других целей. Именно творческий процесс лежит в основе не только произведений искусства, но также научных знаний, технических инноваций, новых видов бизнеса, социальных и политических систем. Все это

ь позволило создать современную цивилизацию и обеспечило невозможные для природы темпы развития. Как и другие проявления человеческого духа, творчество связано с деятельностью мозга. Не только с ней, но все-таки высшая нервная деятельность — это ключ к пониманию творческого процесса человека. Однако помогают ли современные исследования мозга понять, как рождается новое, от чего зависят творческие способности человека, и можно ли, пользуясь этими знаниями, их развить? Попробуем разобраться, насколько современный уровень знаний позволяет ответить на эти вопросы. Изучение нервных основ креативности имеет давнюю, но непростую историю. Задолго до появления современных методов исследований в области нейрофизиологии ученые пытались понять, что именно в человеческом мозге отвечает за творческие способности. Для этого использовали анализ клинических случаев пациентов с поврежденным мозгом или нейродегенеративными расстройствами. Применяли и более экстравагантные методы. В 1955 году, в день смерти Альберта Эйнштейна, патолог Принстонского госпиталя Томаc Харви вскрыл его черепную коробку и извлек мозг одного из главных гениев за всю историю человечества. Его тщательно измерили, сфотографировали и поместили в формалин, а через несколько месяцев — разделили на 240 сегментов. В последующие годы исследователи неоднократно изучали мозг Эйнштейна, а статьи с новыми оценками и гипотезами продолжают выходить до сих пор. Размер мозга Эйнштейна оказался не больше среднего для своего возраста, однако в теменных и фронтальных областях были выявлены важные отличия. В частности, гораздо более развитая нижняя теменная долька, как предполагается, может быть связана с пространственным мышлением и воображением. Это правдоподобно, учитывая, что сам Эйнштейн признавал их исключительную важность в решении научных проблем. Большее количество глиальных клеток, отвечающих за «подпитку» нейронов, может свидетельствовать о том, что нейроны в этой области «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

работали более усердно. Другие исследования показали более высокую плотность упаковки нейронов в правой части префронтальной коры, которая может быть связана с большей эффективностью обработки информации. Впрочем, критики пишут, что посмертное изучение мозга одного талантливого человека не позволяет судить о том, какие именно области в мозге ответственны за его таланты и какое именно отношение они имеют к творческим способностям. А уж о механизмах работы мозга эти методы ничего не сообщают. Интересные результаты были получены при изучении пациентов с нарушениями деятельности мозга. Например, Брюс Миллер и другие ученые из Калифорнийского университета Сан-Франциско описали несколько клинических случаев, когда пациенты с лобно-височной деменцией начинали демонстрировать рост интереса и способностей к художественному или музыкальному творчеству. Парадоксальным образом ослабление одних когнитивных способностей (памяти) способствовало усилению других. Наиболее правдоподобное объяснение такого эффекта предложила нейролог Элис Флаерти, профессор Гарвардской медицинской школы. Она считает, что височные доли мозга способны тормозить (ингибировать) работу лобных долей и нарушение этой функции способствует тому, что фронтальные области начинают работать усиленно, а иногда даже и гипертрофированно. Однако высокая креативность не обязательно сопровождает лобно-височную деменцию и некоторые другие нейродегенеративные заболевания. В целом можно сказать, что поиски простых решений, которые связывают творчество с конкретным участком мозга или определенным нервным механизмом, к успеху не привели. С 1960-х годов психофизиология и нейрофизиология творчества начали активно исследоваться и в Советском Союзе, прежде всего Н. П. Бехтеревой, имя которой получил Институт мозга человека РАН — ведущее научное учреждение в области нейронаук современной России. Несмотря на крайнее несовершенство методов сбора и анализа данных о мозговых процессах, уже в то время она и ее коллеги осознали необходимость перехода от задачи картирования мозговой активности при решении различных мыслительных задач к изучению механизмов управления функциональной организацией высшей психической деятельности, включая творчество. И уже в то время они назвали детекцию ошибок как один из таких механизмов, важных для творчества. В дальнейшем, уже в начале XXI века, когда появление новых технологий придало новую энергию нейронаучным исследованиям творчества, Н.П.Бехтерева и ее сотрудники обосновали роль детекции ошибок и индуцированных эмоциональных состояний в управлении нейродинамикой мозга при решении творческих вербальных задач. К сожалению, смерть в 2008 году не позволила Н.П. Бехтеревой реализовать свои замыслы в изучении творчества на основе современных высокотехнологич-

ных методов. Однако она стала одним из авторитетных пропагандистов идеи мультиметодного подхода к изучению мозговых процессов творчества. Развитие новых методов, таких как функциональный и структурный нейроимиджинг (МРТ), а также стимуляция слабым током (tDCS), казалось бы, открывает возможность изучать творческие способности здоровых людей и работу мозга в момент творчества. Действительно, появление новых методов позволило заметно продвинуться в понимании многих важных когнитивных процессов. Однако, как известно, дьявол кроется в деталях, и, хотя немало лабораторий действительно попытались изучить творческий процесс на нейрокогнитивном уровне, результаты оказались пока скромными и неоднозначными. Главных причин этому — три.

Три главные проблемы Во-первых, творчество творчеству рознь — и этому быстро нашлось подтверждение в нейролабораториях. Большинство исследований посвящено творчеству либо в научной сфере, либо в искусстве. Это явная дань давнему спору о «физиках» и «лириках» и примерно столь же давней дискуссии о лево- и правополушарных способностях. При всей популярности идеи о том, что левое полушарие — это основа рациональных знаний и логического мышления (а потому важно для «физиков»), а правое — эмоциональное, экспрессивное (а потому важное для искусства), к такой упрощенной картине никто из специалистов сейчас серьезно не относится. Они пытаются вместо этого определить функции конкретных систем и связей между ними. Например, исследования научного творчества указывают на возможную роль фронтальных (лобных) и теменных отделов мозга, в частности левой префронтальной коры, а также средней затылочной извилины, средней височной извилины и некоторых других областей. Творчество в сфере искусства в различных исследованиях ассоциируется с деятельностью областей, связанных с моторными навыками и восприятием звука, но также с префронтальной корой и другими областями. Группа китайских ученых из Столичного педагогического и Юго-Западного университетов, изучая объем серого вещества у студентов, оценивающих свои достижения в области науки и искусства, пришла к выводу о существовании двух типов креативности. Первый, научный, тесно связан с деятельностью лобных и затылочных областей, обеспечивающих обработку семантической информации и фокусирование внимания. То есть научное творчество требует высокой способности к абстрактному мышлению и внимания к деталям, это нужно для восприятия сложных научных понятий и создания новых идей. Второй вид творчества, художественный, больше зависит от передней поясной извилины, которая играет важную роль в реакции на эмоционально значимые стимулы и гибком когнитивном контроле. Похоже, что искусство в большей степени требует эмоциональной вовлеченности.

Результаты разных подобных исследований остаются противоречивыми, и интерпретировать их можно по-разному. Действительно, научное творчество может требовать не только развитых способностей к обработке семантической информации, но и визуального и пространственного мышления. Также полезно иметь в виду, что разные виды искусства, например, художественное и музыкальное, требуют разных навыков. А ведь есть еще писатели, архитекторы, кинорежиссеры, инженеры и рационализаторы, создатели новых организационных и управленческих решений, наконец, изобретатели лайфхаков и авторы мемов! К сожалению, мы практически ничего не знаем о том, как протекает творческий процесс в их нервной системе. Вторая проблема — это методы, которые используют исследователи, чтобы оценить креативность. Каждый раз, когда специалист видит очередное сенсационное сообщение типа «Ученые выяснили, что…», первое, что он хочет узнать, — как именно они это выяснили. Это в полной мере относится к любому творчеству — нам интересно «как». Однако при необъятном многообразии творческого процесса, список методов, которые используют в нейролабораториях, чтобы оценить саму креативность, на удивление небогатый. По сути, в большинстве нейроисследований для измерения креативности используют всего два метода. Первый метод измерения креативности — так называемый метод альтернативных способов использования. Человеку предлагают придумать необычные способы использования обычных вещей (например, кирпич в качестве противооткатного упора или пластиковая бутылка как парник для рассады). Однако возникает резонный вопрос: насколько этот способ соответствует сути творческого процесса? То, что таким образом измеряют, — это так называемое дивергентное мышление, то есть способность мыслить вне привычных шаблонов. И хотя можно согласиться, что такая способность имеет свою ценность, она не исчерпывает творческий процесс. Не менее важным источником новых идей является конвергентное мышление — то есть способность устанавливать связи, находить общее в разных явлениях. Второй метод основан на измерении креативности в ходе джазовых импровизаций. Во время эксперимента человек, умеющий играть на музыкальном инструменте (пианино), слушает небольшой музыкальный отрывок, а затем он должен продолжить музыкальный ряд. Хотя подобный подход выглядит интересным, он вряд ли может считаться универсальным и полным. Более того, когда одного из участников подобного эксперимента, профессионального джазового пианиста, однажды спросили, считает ли он сам свои импровизации хоть сколько-нибудь креативными, он без тени сомнения ответил, что нет. Таким образом, выясняется, что большинство нейроисследований креативности основаны на методах, которые не совсем понятно, что именно изучают и насколько адекватно описывают творчество как таковое.

Третья проблема, связанная с первыми двумя, заключается в том, что творчество — это не единичный акт, а сложный и длительный процесс, который включает в себя разные стадии и основан на решении различных задач; и ни один существующий метод, к сожалению, не способен отразить творческие способности и творческий процесс во всей своей полноте. Как минимум, творческий процесс в большинстве случаев включает в себя не только собственно создание нового, но и длительный подготовительный этап, связанный с накоплением знаний и навыков, а также последующую «шлифовку», доработку, редактирование. Не говоря уж о том, что сам процесс создания нового может растягиваться на дни, месяцы и годы и сопровождаться большим количеством рутинной, скучной работы, паузами, периодами отчаяния и разочарования — теми самыми муками творчества. Нет оснований полагать, что все эти процессы избыточны для творчества, а изучить их на нервном уровне в комплексе представляется пока нереальной задачей.

Скромные — но все же успехи Как следствие этих проблем, успехи нейронаук в изучении креативности оказываются весьма скромными. По мнению Арне Дитриха, одного из ведущих современных исследователей нейрофизиологических основ креативности, заведующего кафедрой психологии в Американском университете в Бейруте (Ливан), мы пока не можем уверенно назвать ни одного механизма, который объяснял бы, как рождаются творческие способности или почему одни люди более креативны, чем другие. Однако не все так печально. Несмотря на все эти сложности, комбинируя данные из различных исследований, можно по крайней мере частично понять, из какого типа нейрокогнитивных систем и процессов может складываться креативность. Разные типы творчества требуют специфических когнитивных навыков. Для художника — это визуальное восприятие и пространственное мышление, для музыканта — восприятие звука и моторные навыки, необходимые для игры на музыкальных инструментах, для ученого — семантическое мышление и т. д. Считается, что подобные навыки поддерживаются специализированными зонами мозга, и некоторые имеющиеся данные подтверждают, что одаренные люди имеют более развитые и активные отделы мозга в тех областях, которые важны для их вида творчества (выше мы уже приводили такой пример). Однако не следует и упрощать подобную связь. На примере Эйнштейна мы видели, что научное творчество может требовать не только способности к семантическому мышлению, но и развитого пространственного воображения, которое реализуется другим модулем. Особая нервная система, на которую обращают внимание специалисты и которая, по-видимому, играет важную роль в творческих способностях, — это так называемая сеть DMN (default mode network), своего рода «режим по умолчанию», сеть функционально связанных областей, которая действует, когда наш мозг не сосре«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

доточен на выполнении какой-то задачи, требующей когнитивных усилий, и «блуждает сам по себе». Эта сеть включает в себя заднюю поясную извилину, предклинья, а также части префронтальной коры и некоторые другие регионы. Когда ваш ум витает в облаках, а образы и мысли хаотично сменяют друг друга — не переживайте и не думайте, что вы тратите время зря. Этот режим, насколько мы можем судить, сформировался эволюционно и выполняет много важных функций; среди прочего он важен для генерации новых идей. Например, в одном из недавних исследований, проведенным Тали Марроном (Университет имени Бар-Илана, Израиль), обнаружили, что активность сети DMN тесно связана со способностью создавать свободные ассоциации, которые могут лежать в основе новых идей. Однако было бы слишком просто, если бы «блуждающего разума» было достаточно для творчества. Не менее важное значение имеет и система, обеспечивающая контрольные функции, которая по своей сути является прямо противоположной сети DMN. Эта сеть, в частности, обеспечивает сохранение фокуса на задаче, внимание к деталям и фильтрацию стимулов, генерируемых сетью DMN. Большинство современных исследователей сходится на том, что креативность — это не одна конкретная функция, локализованная в определенном участке мозга, но следствие высокой связности и взаимодействия нескольких разных систем. Еще в 1970-х годах получила популярность идея о важности в творческом процессе мозолистого тела (corpus callosum) — структуры, связывающей два полушария; плотность нервных путей, соединяющих различные функциональные модули, влияет на способность обмениваться взаимодополняющей информацией. Например, сочетание сфокусированного внимания (левое полушарие) и глобального, контекстуального внимания (правое полушарие) может быть важным для художников; создание музыки может требовать взаимодействия модулей из левого и правого полушарий при обработке соответственно ритма и мелодии. Есть и другие примеры того, как важные для творчества функциональные задачи решаются в удаленных друг от друга модулях, расположенных в разных полушариях. Однако значение имеет не межполушарное взаимодействие, а связь и взаимодействие различных функциональных модулей, и прежде всего – образующих сеть DMN и систему контрольных функций. Правда, до полного понимания того, какую роль эти функциональные модули играют в креативности, пока далеко.

Стать немножко творцом Так можно ли, используя данные современных нейронаук, как-то повысить наши творческие способности? Если отвлечься от моральной стороны вопроса, пока есть две очевидные стратегии, которые потенциально позволяют повышать креативность. Первая стратегия — это искусственное администрирование нейромедиаторов, которые участвуют в процессах, значимых для творчества. Использование

психоактивных веществ — распространенная практика, и не только среди рок-музыкантов. Для современного научного поиска это уже факт жизни; искусственные стимуляторы используют как студенты, так и исследователи, находящиеся на переднем крае. Это явление известно, как «академический допинг». Конечно, не каждый психостимулятор влияет на креативность как таковую и может применяться для повышения работоспособности. Тем не менее на креативность они тоже могут влиять. В частности, есть данные о том, что медикаменты (например, пропранолол, используемый для снятия тревожности), блокирующие воздействие норадреналина, важного нейромедиатора, часто увеличивают когнитивную гибкость и способность находить новые идеи. Объясняется это тем, что норадреналин отвечает за реакцию на стресс и повышает восприимчивость к внешним стимулам. К слову сказать, низкий уровень норадреналина, сопровождаемый низким уровнем другого гормона, серотонина, — нейрофизиологическая основа депрессии. Если активность норадреналиновой системы снижена, то сознание переходит в «блуждающий» режим, что и повышает способность находить новые ассоциации и оригинальные идеи. Вторая возможная стратегия — использование стимуляции нервной активности слабым током (tDCS). Этот неинвазивный метод в последние годы стал очень популярным для изучения различных когнитивных функций. Состоит он в том, что через голову человека пропускается слабый постоянный ток. Целый ряд исследований подтверждают, что такое воздействие действительно влияет на креативность, хотя эффект и невелик. Как правило, оно меняет «баланс сил» между сетью DMN и контрольными функциями. Чем больше относительный вес режима «по умолчанию» и/или ослабление контрольных функций, тем меньше вероятность активации шаблонных схем восприятия, выше гибкость мышления и легкость установления новых ассоциаций. Однако есть и более интересные эффекты использования этого метода. Австралийские исследователи из Университета Маккуори А.Аник, У.Томпсон и К.Олсен использовали tDCS, чтобы понять, как стимуляция слабым током влияет на способность к музыкальным импровизациям. Для этого они попросили нескольких профессиональных джазовых пианистов сымпровизировать мелодию на основе предложенной музыкальной темы при одновременной стимуляции слабым током (1,4 мА). Воздействие оказывалось на область первичной моторной коры, которая, как считается, связана с контролем мышечных усилий и освоением новых моторных навыков. При этом музыканты были разделены на две группы, в которых различалась полярность приложенного напряжения. Эксперимент также предусматривал контрольное состояние, при котором задачи выполнялись при смонтированных электродах, но ток через них не шел. Субъективно отличить от рабочего режима контрольное состояние невозможно, поэтому все эффекты не могли быть

приписаны самовнушению. После завершения эксперимента независимый музыкант «вслепую» оценивал все мелодии с точки зрения их оригинальности и технического мастерства. В результате эксперимента выяснилось, что одна полярность действительно несколько повышает оригинальность музыкальных импровизаций по сравнению с контрольными тестами, хотя эффект оказался не очень выраженным. Другая — никакого эффекта при этом не оказывает, а значит, если вы музыкант и случайно перепутали электроды, то, по крайней мере, вы не опозоритесь на сцене. При «хорошей» полярности возросла не только оригинальность создаваемых мелодий, но и техническое мастерство исполнения. Более того — увеличилась статистическая связь между оригинальностью и мастерством. Это означает, что творческие способности зависят прежде всего от тех специфических навыков и умений (начиная от игры на фортепиано и заканчивая умением решать дифференциальные уравнения), которые формируются годами упорных тренировок. Наивно полагать, что для того, чтобы стать Моцартом или Ньютоном, достаточно найти «волшебный ключик» к мозгу, который можно повернуть и из ничего получить гения. Разработанные методы воздействия способны прежде всего затормозить действие функций когнитивного контроля и временно повысить гибкость мыслительного процесса. Однако развитие специализированных нервных модулей, формирование устойчивых связей между ними и плотность их упаковки требуют длительного времени. А значит, в развитии творческих способностей не стоит полагаться (по крайней мере, пока) на технические устройства. Обучение новым навыкам, их совершенствование и разнообразие, а также, не в последнюю очередь, благоприятная среда, которая обеспечивает мозг новыми стимулами и поощряет творчество, — остаются главными условиями для развития креативности. Другое дело, что сама эффективность обучения, равно как и роль внешних поощрений обеспечиваются отдельными нейрофизиологическими процессами. Иногда высказывается мнение, что творческие способности детей начали уменьшаться последние два десятилетия. Вопрос этот сложен, потому что творческие способности измеряют по стандартизованным методикам, они разрабатывались давно, а мир вокруг нас меняется. В этой ситуации стандартизованные методики могут стать, как ни странно, источником проблем. Да и о сложности измерения креативности мы уже писали («Химия и жизнь», 2020, 3). Творчество привязано к материальной и символической реальности, и существенные изменения социальной и технологической среды не могут не влиять на характер творческого процесса. Делать какие-то выводы об упадке творческих способностей на основании методик, связанных с решением задач из мира 70-х годов, — это все равно что упрекать нерадивую молодежь, что они не могут толком запрячь лошадь. В общем, вопрос этот сложен и требует отдельного рассмотрения.

ни

н я н и

н я

Легко ли плыть в сиропе? Откуда берутся странные научные открытия Генрих ЭРЛИХ, Сергей КОМАРОВ Альпина нон-фикшн, 2021

ИЗ КНИГИ ВЫ УЗНАЕТЕ: — ЗАЧЕМ годами смотреть на каплю битума, считать сперматозоиды в кока-коле, коллективно думать о мире или выбирать начальника жребием?

— ПОЧЕМУ настоящий ученый не побоится влезть в шкуру козла, заселить клещей в свое ухо, полвека хрустеть пальцами одной руки или жалить себя пчелами в самые разные места?

— КАК работают приманиватель молодежи, отпугиватель голубей, переводчик со звериного, поцелуи, мнимые числа и, вообще, легко ли плыть в сиропе… Покупайте в нашем электронном киоске www.hij.ru Цена 620 руб. с учетом доставки по РФ.

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Портреты

С.В. Багоцкий

Лингвисты очень часто используют деревья в качестве метафоры, чтобы наглядно показать связи между языковыми группами. Автор этого дерева — Minna Sundberg (www.openculture. com/2015/06/)

Мария Гимбутас:

в поисках «Старой Европы»

Двадцать третьего января 2021 года исполняется 100 лет со дня рождения Марии Гимбутас (1921–1994), одной из самых ярких и неоднозначных фигур в археологии XX века Одни коллеги ее горячо хвалят, другие столь же горячо ругают, но равнодушных по отношению к ней в профессиональном сообществе, по-видимому, нет.

Фото: Monica Boirar

Мария Гимбутас. 1993

ария Гимбутас, в девичестве Алсейкайте, родилась в городе Вильно (Вильнюсе) — в то время он был центром эфемерного независимого государства под названием Срединная Литва, на территории которого стояли польские войска. Восемнадцатого апреля 1922 году Срединная Литва официально вошла в состав Польши. Родители Марии были врачами, а отец серьезно увлекался историей Литвы, написал несколько книг. Вероятно, именно он внушил дочери интерес к истории. В 1931 году семья переехала в независимую Литву и поселилась в ее столице — Каунасе. Здесь девочка окончила гимназию и поступила в университет Витаутаса Великого, на гуманитарное отделение. В дальнейшем Мария вместе со своим мужем, архитектором Юргисом Гимбутасом переехала в Германию, а затем, после разгрома нацизма, — в США, где работала в Гарвардском университете, затем в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Ее статьи и монографии подписаны «Мария Гимбутас», это имя стало знаменитым, хотя по правилам ее родного литовского языка женская фамилия, образованная от фамилии мужа, — Гимбутене.

Кто такие праиндоевропейцы Предметом научных изысканий Марии Гимбутас стала древняя история народов Европы. Об этом историческом периоде могут рассказать археологические находки, а также сравнение разных языков. В конце XX века добавился и третий источник — ДНК-анализ, прежде всего анализ митохондриальной ДНК и Y-хромосомы. Для своих теоретических построений Мария Гимбутас использовала преимущественно археологические данные, хотя привлекала и данные лингвистики. Один из ключевых вопросов древнейшей истории Евразии — вопрос о происхождении народов, говорящих на языках индоевропейской семьи. К ней относятся языки большинства европейских народов (кроме басков, венгров, финнов и эстонцев), а также армянский, персидский и хинди. Индоевропейская семья включает множество ветвей и групп, в том числе германскую ветвь (английский, голландский, датский, немецкий, норвежский, шведский), романскую группу (испанский, итальянский, португальский, румынский, французский), славянскую (русский, польский, сербский, чешский, словацкий), балтийскую (латышский, «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Фото: Michael Everson

ской семьи выявил еще в середине XIX века немецкий лингвист Август Шлейхер (1821–1868), кстати, изучавший литовский язык. Сегодня известно уже довольно много о фонетике, морфологии, синтаксисе и других важных характеристиках праиндоевропейского языка. Например, его существительные могли иметь мужской, женский или средний род, единственное, двойственное и множественное числа, а падежей было восемь или, возможно, девять. Широкое географическое распространение языков индоевропейской семьи ставит вопрос: где и когда жил народ, говоривший на праиндоевропейском языке?

Откуда они пришли

Мария Гимбутас у мегалитического культового сооружения Ньюгрейндж (Ирландия). 1989

литовский), кельтскую (ирландский), греческую, армянскую, индо-иранскую (хинди, персидский)… Классификация языков мира строится по тому же принципу, что и классификация живых организмов. Языки объединяются в семьи, семьи делятся на языковые группы, языковые группы — на языковые ветви. Такая классификация основана на предположении, что языки формировались путем ветвления и что у каждой систематической группы языков (семьи, группы, ветви) когда-то был предковый язык. Существуют методы, позволяющие реконструировать предковые языки. Важные особенности предкового языка индоевропей-

Древнейшие цивилизации мира говорили на языках, принадлежащих к другим языковым семьям: семитско-хамитской (Двуречье), афро-азиатской (Древний Египет). Непонятной остается систематическая принадлежность языка древнейшей шумерской цивилизации. Самая древняя индоевропейская цивилизация — Хеттское царство, существовавшее в середине II тысячелетия до нашей эры на востоке современной Турции. Оно было относительно демократичным и гуманным. В лучшие времена своего расцвета хетты завоевывали другие страны, но оставляли у власти прежних владык, требуя только оказания военной помощи и уплаты необременительной дани. Поэтому хеттскую державу некоторые историки называли «Соединенными Штатами Азии». Язык хеттов расшифровал в 1915 году чешский лингвист Берджих Грозный (1879–1952), обосновавший его принадлежность к языкам индоевропейской семьи. В I тысячелетии до н.э. индоевропейцы, жившие к югу от Кавказских гор, создали мощную Персидскую державу. В это же время появилась древнегреческая цивилизация, а затем и древнеримская. Прародину индоевропейских народов историки искали вблизи от бывших границ Хеттского царства. Рассматривались такие варианты, как Закавказье и Северные Балканы. Британский филолог сэр Уильям Джонс (1746–1794), обнаруживший принципиальное сходство древнеиндийского языка санскрита с большинством европейских языков (по сути, именно он и сформулировал представление об индоевропейских языках), считал прародиной индоевропейцев Персию (Иран). В первой половине XIX века многие исследователи помещали ее в Индию. А уже в 1987 году британский археолог, историк и филолог Колин Ренфрю (род. 1937) выдвинул гипотезу о том, что родина индоевропейцев находилась на территории современной Турции и что именно первые индоевропейцы в VII тысячелетии до н.э. построили древнейший город Чатал-Гуюк (в современном написании Чатал-Хююк). Высказывались и другие идеи, в том числе и достаточно экзотические — Гималаи, полярные области и т. д.

Фото: Michael Everson

В 1851 году английский ученый Роберт Лейтем (1812–1888) предположил, что прародина индоевропейцев находилась в Европе. Эта гипотеза вдохновила националистически настроенного немецкого археолога Густафа Коссинну (1858–1931) на идею «арийской расы», превосходящей все другие современные ей расы. На старости лет профессор Коссинна основал Национал-социалистическое общество германской культуры, работавшее в тесном контакте с нацистской партией. В 1859 году швейцарский лингвист Адольф Пикте (1799–1875) выдвинул идею лингвистической палеонтологии, то есть совокупности приемов, позволяющих по особенностям реконструированного праязыка, в частности, по его словарному составу, судить о географическом местообитании и образе жизни его носителей. Основываясь на этой идее, немецкий лингвист Отто Шрадер (1855–1919) в 1886 году предположил, что прародиной индоевропейцев были степи между Волгой и Днепром. Поскольку в праиндоевропейском языке было слово «лошадь», но не было «осла» или «верблюда», Шрадер поместил ее

На тэртерийских табличках, помимо изображений, присутствуют значки, которые могут быть элементами письменности (а могут и не быть)

в зоне черноморско-каспийских степей, естественном ареале лошади. В 1926 году сходную идею о южнорусских степях как прародине индоевропейцев высказал британский археолог Гордон Чайлд (1892–1957). Аналогичные попытки установить границы обитания праиндоевропейцев предпринимались с помощью «аргумента бука» и «аргумента лосося» — у обоих этих слов есть индоевропейские корни. Но различные виды бука и лососевых рыб можно встретить от Северной до Южной Европы, а «лошадь» дает более точную привязку. Научное сообщество до поры до времени не воспринимало идею о южнорусских степях всерьез. Ситуация изменилась в 1956 году после появления работы Марии Гимбутас, подтвердившей гипотезу Шрадера богатым археологическим материалом. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Ямная культура

Прорисовка таблички из села Диспилио

Модель святилища в форме тела богини из поселения Породин (приблизительно 6 000 г. до н.э.) в Южной Югославии. Эта и другие найденные там модели имеют форму домика с «дымоходом» — полым цилиндром, украшенным маской Богини. (Из книги Марии Гимбутас «Цивилизация Великой Богини»

Мария Гимбутас связала прародину индоевропейцев с простирающимся от Волги до Днестра регионом, где в IV–III тысячелетиях до н.э. обитали носители ямной культуры (в современной терминологии — древнеямной культурно-исторической общности). Характерная черта этой культуры — захоронение умерших в ямах, с согнутыми коленями. Покойника посыпали охрой, а сверху возводили курган. Поэтому концепция Гимбутас получила в научном мире название «курганной гипотезы». Мария Гимбутас считала, что изначально индоевропейцы обитали в степях между Доном и Уральскими горами и именно они первыми приручили лошадь. О точном времени и месте одомашнивания лошади до сих пор продолжаются дискуссии. Но так или иначе, самые ранние находки колесных повозок на территории Европы связаны с ямной культурой. Это делало индоевропейцев высокомобильными и позволяло быстро расселяться. В соответствии с курганной гипотезой протоиндоевропейцы постепенно распространялись по причерноморским степям, а потом и за их пределами. Мария Гимбутас выделяла три волны расселения индоевропейцев. Первая волна в начале IV тыс. до н.э. шла с Волги на запад, к бассейну Днепра, где индоевропейцы, смешавшись с местным населением, создали высокоразвитую трипольскую культуру. В дальнейшем эта волна миграции достигла Дуная и Балканского полуострова. Вторая волна миграции, во второй половине IV тыс. до н.э., началась с расселения на Кавказ, где возникла майкопская культура, а чуть позже — в Западную и Северную Европу. В ходе этой миграции индоевропейцы частично уничтожили, частично ассимилировали население Центральной и Северной Европы. И, наконец, третья волна расселения в начале III тысячелетия до н.э. была связана с новой миграцией степных жителей в Центральную Европу; именно тогда ямная культура с ее характерными погребениями распространилась за пределы степи. Остатком коренного населения Западной Европы, избежавшим уничтожения либо ассимиляции полукочевыми индоевропейскими племенами, Мария Гимбутас считала басков, маленький народ, обитающий в горах на границе между Францией и Италией и ревностно сохраняющий свою культуру. Это доиндоевропейское население Гимбутас называла «Старой Европой». Свои соображения Мария Гимбутас подкрепила анализом археологических памятников на путях миграции и рядом лингвистических соображений. Сейчас появились и генетические свидетельства, подтверждающие гипотезы о миграциях из степей в Западную Европу. На сегодняшний день гипотеза формирования индоевропейцев в степях между Волгой и Доном выглядит более убедительно, чем другие, хотя сомнения по этому поводу у ряда исследователей сохраняются. Гипотеза причерноморского происхождения индоевропейцев вдохновила Марию Гимбутас на новую исследовательскую задачу: реконструкцию и возвращение

человечеству культуры «Старой Европы» и осмысление ее влияния на последующее историческое развития. Фактического материала для решения такой задачи было не слишком много, но исследовательница скомпенсировала нехватку блестящим полетом фантазии. В 1961 году близ румынского села Тэртерия археолог Николае Власса нашел три глиняные таблички с примитивными рисунками и значками, напоминавшими буквы неизвестного алфавита. Датирование табличек радиоуглеродным методом было невозможно из-за консервирующей обработки, но радиоуглеродный анализ других предметов и костных фрагментов, найденных в том же слое, указывал на середину VI тысячелетия до н.э. Письменных текстов такого возраста наука не знала. Если датировка верна и если знаки на табличках — действительно буквы, то речь идет о надписи более древней, чем шумерская клинопись и египетские иероглифы. Древнейший достоверный клинописный текст был создан в середине IV тыс. до н.э. Можно представить, какой взрыв патриотических чувств вызвало в Румынии это открытие. На месте находки табличек был поставлен монумент — есть версия, что по личному указанию румынского лидера Николае Чаушеску. К фактам, опровергающим установившиеся в науке взгляды, большинство исследователей относятся с настороженностью. Многие ученые усомнились в том, что на табличках из Тэртерии запечатлен осмысленный текст, а не причудливый орнамент или произвольные значки. Но закономерно появляются и энтузиасты. Главным сторонником признания тэртерийских табличек настоящей письменностью стала Мария Гимбутас. Она считала, что они созданы населением «Старой Европы» и свидетельствуют о высоком уровне ее культуры. В 1993 году в Греции близ села Диспилио нашли табличку с похожими на буквы значками, датированную 5260 годом до н.э. Затем появились и другие подобные находки. Возник даже термин «дунайское протописьмо». Правда, попытки расшифровать эти знаки остались безуспешными. В настоящее время все еще нет полной уверенности в том, что это действительно письменность.

Культ Великой Богини Отношение научных кругов к Марии Гимбутас было двойственным. С одной стороны, ее считали крупнейшим археологом XX века. Но репутация Гимбутас сильно пошатнулась после выхода ее книг «Боги и Богини Старой Европы» (1974), «Язык Богини» (1989) и «Цивилизация Богини» (1991) (последняя из них переведена на русский язык). В этих книгах Мария Гимбутас попыталась показать, как были устроены общества Старой Европы до прихода индоевропейцев. По ее мнению, это были мирные общества, власть в которых принадлежала женщинам и господствовало всеобщее равенство. Вторжение индоевропейцев разрушило, по мнению Гимбутас, это идиллическое общество. Началась эпоха власти мужчин, эпоха войн и крови.

Мария Гимбутас развила высказанную в 1948 году писателем Робертом Гревсом (1895–1985) идею о том, что в прошлом существовал культ Великой Богини, следы которого прослеживаются в мифах и обрядах многих народов мира. Гимбутас считала, и не без оснований, что подобные культы существовали также у доиндоевропейского населения Европы. Идея о мирном характере общества основывалась на отсутствии следов территориальных конфликтов, находок боевого оружия, укрепленных поселений. Идея о равенстве и отсутствии власти мужчин выводилась из отсутствия погребений царей и вождей, «эгалитаризма» найденных захоронений. Иными словами, доказательства были скорее негативными, за исключением многочисленных находок женских статуэток и других свидетельств культа Богини. Некоторые черты доиндоевропейской Европы Мария Гимбутас пыталась увидеть в минойской цивилизации, существовавшей в III–II тысячелетии до н.э. на острове Крит, и в некоторых обычаях, сохранявшихся в разных районах Европы существенно позже. Многие факты, которыми оперирует Гимбутас, оспорить невозможно. Существование культа плодородия, поклонения женским божествам, богатые захоронения женщин и девочек; наконец, сами объекты материальной культуры, говорящие о высоком мастерстве их создателей и досуге для творчества, — все это реальность. Критики не выдерживает лишь тезис об отсутствии насилия в неолитической Европе. Массовые захоронения жестоко убитых людей V–VI тысячелетия до н.э., до прихода индоевропейцев по Гимбутас, найдены на территории Германии, Австрии, Франции. Захоронение в Тальхейме (Германия, около 5000 года до н. э.) — это яма, в которую свалены тела 34 мужчин, женщин и детей. Черепа у многих проломлены сзади или сверху ударами каменных топоров или другого оружия. Мария Гимбутас знала о Тальхейме, эта находка была сделана в 1983 году. Но она находит выход: «Поскольку убитые были похоронены в культурном слое линейно-ленточной керамики, относящемся, согласно радиоуглеродным датировкам, к началу V тыс. до н. э., то можно предположить, что эта резня произошла позднее, вероятно, в период культуры рессен». Современные археологи с этим не согласны: оружие, оставившее следы на костях жертв, принадлежало к той же культуре линейно-ленточной керамики. Книги Марии Гимбутас вызвали восторг у поклонников идей феминизма и любителей древних языческих культов. А серьезные исследователи выражали удивление и скепсис, в лучшем случае оценивая их как фантазии и литературный вымысел, в худшем — как бред и спекуляции. Дважды (в 1960 и 1981 годах) Мария Гимбутас побывала в СССР. Она прочла лекции о своих работах, побывала в Литве, где встретилась со своими родственниками. Уже в независимой Литве она была избрана почетным доктором университета Витаутаса Великого. Мария Гимбутас умерла в Лос-Анджелесе 2 февраля 1994 года. Ее прах был захоронен в Каунасе. «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Фантастика

Юрий Мори ия Сергея Дергачева

—Т

ибетский чай Капитану! — торжественно сказала Вита, выходя из кухонного отсека. Бог весть, что думали руухе, конструируя корабль, но из камбуза в рубку вел не прямой коридор, а затейливый овальный лаз со скошенным полом и неясного предназначения выступами по краям. Одни светились приглушенными огоньками, другие терялись в полутьме. Весь звездолет был таким: в целом удобным для людей, но странным по логике исполнения. Нечеловеческим. Зато он мог проникать в уголки Вселенной, недоступные нам технологически не только во время Контакта, но и много лет спустя. Приходилось терпеть: как и почему это летает, люди пока понять не смогли. На самом деле на корабле хватало и автоматики. В функции Биолога не входило подавать Капитану чай, просто шеф был ей симпатичен чисто по-человечески. В конце концов, они находились в слишком уж замкнутом пространстве, чтобы избегать своих маленьких человеческих слабостей. От кружки шел пар, пахло пуэром и горячим молоком — все, как любил Капитан. Пилот слегка скривился, но промолчал. Ему хватало и обычного кофе из автомата: американо, без изысков. Лишь бы с сахаром. Все равно это имитация — на борту отродясь не было ни чая, ни кофе, ни молока. Затейливая работа пищевых — и не только — синтезаторов, способных сымитировать что угодно. — Спасибо, Биолог! — расцвел Капитан, бережно принимая кружку. — Как тебе планета? Вопрос был не самым умным, но не молчать же: на орбите Кеплер-316-b корабль наматывал витки уже третьи сутки, первые впечатления схлынули, притупились в ходе работы с данными многочисленных

датчиков, зондов, расшифровки сведений, время от времени озвучиваемых раскатистым баритоном искина Лёвы. Бортовой искин тоже был творением руухе, как и весь корабль, но после тщательной настройки земными психологами в общении от человека почти не отличался. Вот и сейчас, перебив открывшую было рот Виту, Лёва громко заявил: — Планетка — блеск! Атмосфера, температура, гравитация максимально близки к Земле, шеф. Высадка по плану, я надеюсь? Капитан осторожно отхлебнул жирный соленый чай, поставил кружку на столик рядом с пультом. Точнее, не столик, а некий многоступенчатый наплыв теплого пластика: возможно, у руухе он служил местом ритуальных жертвоприношений или подставкой под любимое растение — кто их знает. Но и для кружки место удобное. Тем более что пустая она потом оплывет, растворяясь в пластике, и исчезнет: корабль старался вовсю. — По земному времени, сегодня тридцать первое декабря, Лёва. Отпразднуем, а числа первого-второго и спустимся. Ты сам там смотри: от океанских зондов информации маловато, да и горная цепь на экваторе пока толком не прощупана. — Цивилизации там нет, шеф. Клянусь матерью всех транзисторов! Ничего сложнее амеб. Пилот хрюкнул от смеха: — В тебе нет транзисторов, парень. Нейрон-коллаген, псевдомозг и активный синтез. Лёва посопел, потом неохотно признался: — Ну нет… Но это же не мешает ими клясться. Люди — единственное, что было в рубке от Земли. Абстрактные наплывы, линии, выступы и впадины создавали впечатление картины безумного художника, эдакого Дали под психотропными веществами. Даже обзорный экран в самых неожиданных местах был покрыт кляксами, разводами и паутиной наложенного сверху рисунка. Капитан допил чай, довольно вытер усы и пригладил ежик волос на макушке. Сейчас бы ту самую фуражку с разлапистым крабом кокарды да трубку с крепким Берли… Но все это пришлось оставить дома — жена попросила не позориться на корабле своими дикарскими привычками. Через пару часов работы дневная задача была выполнена. С океанами оставался ряд вопросов, но — да, ничего сложнее амеб так и не попалось. — Ладно, команда… И Лёва, естественно. По случаю приближения нового две тыщи двадцать пятого года волею командира корабля и с разрешения Агентства — да-да, они согласовали — приказываю праздновать. Давай, правнук транзисторов, запускай программу! Подарки в студию. Ну и следи пока сам за пространством, не мне тебя учить. Искин хохотнул из невидимых динамиков. Затем что-то негромко хлопнуло, сверху посыпались разноцветные блестки конфетти, экран с разво«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

дами облаков над голубой планетой померк, растворился в неровных стенах рубки. Вместо него вокруг людей возникла голограмма заснеженного поля, на самых краях которого, почти не различимый взглядом, темнел лес. Климатическая установка начала выстреливать в экипаж короткими залпами снежных зарядов, подул ветер. Словно его порывом кресла экипажа развернуло и потащило друг к другу. Они — все трое — сидели теперь не за пультами управления и анализа данных, а вокруг грубо сколоченного деревянного стола посреди снежной феерии. Над головами неярко мерцал фонарь, от него конусом падал желтоватый свет позабытой на Земле лампочки накаливания. На столе — к черту скатерти, ближе к природе! — искрились отблесками света бокалы, темнели бутылки с разноцветными этикетками, холодной сталью блестели ножи и вилки на белых пятнах тарелок. Стоящее посреди стола массивное блюдо парило жаром над крупно порезанными ломтями мяса, радовало глаз угловатыми веточками укропа, манило и звало к себе. Аромат рульки перебивал даже запах хвои от возникшей волей бортового искина нарядной елки чуть в стороне от стола. Мишура, гирлянды, цветные пятна игрушек — все было на месте. Холода не чувствовалось, но обстановка пикника в глубине зимнего леса поражала воображение. — Обалдеть… — негромко сказал Пилот. — Как на даче у родителей. Только зимой туда не пробраться, дороги чистить дураков нет. Но если бы… Он замолчал. Капитан довольно улыбался, глядя на команду: все-таки сюрприз. Праздник. Не какнибудь там и — тем более — везде, понимать надо! — Алкоголь же на борту запре… — Сегодня — можно! — перебил Виту Капитан. — Два с половиной года летели, цель достигнута, праздник! Пилот, хорош таращиться, открывай шампань. Где-то рядом, в темноте искусной иллюзии, довольно фыркнул Лёва. К его незримому присутствию все давно привыкли. Пилот взял бутылку и совершенно по-гусарски выпалил пробкой куда-то в заснеженный полумрак, умудрившись не пролить ни капли, разливая вино: бокал Биолога, потом Капитану до краев, следя, чтобы не перелилась пена, а затем уже и себе. Капитан встал, навис над столом, зажмуриваясь от удовольствия — мясо пахло божественно! — потом начал: — От имени Земной Федерации, друзья мои, поздравляю вас с Новым годом! Нас всех, даже Лёву. Мы сейчас в дальнем космосе, мы — авангард нерушимого содружества людей и руухе, мы первые на… Гм. Над этой перспективной во всех отношениях планетой! И впереди нас ждет только череда открытий, свершения на благо разумных обитателей Вселенной. В этой связи, пользуясь случаем, в соответствии с давним договором Брежнева — Форда от одна тысяча девятьсот семьдесят шестого года, а также благодаря данным мне руководством полномочиям…

Он слегка запутался в канцелярских оборотах, но что поделать — Цицерона из него не вышло. Зато командир корабля получился отменный. Пилот сдерживал улыбку, покачивая бокалом и слушая Капитана. Биолог Вита широко раскрыла глаза, ее тонкие ноздри чуть вздрагивали от колючего аромата шампанского. — Но даже в этот торжественный день, товарищи звездоплаватели, хочу напомнить о бдительности! Наши дорогие друзья, Ассамблея Руухе, не просто подарили нам все эти технологии и возможности, недаром приняли человечество как равноправного участника своей звездной одиссеи, нет-нет! Мы должны ежесекундно помнить о сверхзадаче, о поиске подходящих мест жизни для нас и наших великодушных могущественных друзей. И — найдя их — немедля известить Ассамблею о находках. В этом смысл нашей работы, нашей жизни. Некоторые, я подчеркиваю — некоторые — считают, что мы попали в услужение как более отсталая раса, мы — почти дети по сравнению с… Но нет! Ибо… — Он окончательно запутался в словах. Смутился и залпом опрокинул шампанское в рот, словно хорошо охлажденную водку. — С Новым годом! — буркнул Капитан, садясь. — Где бы мы были, короче, если бы не руухе… Остальные выпили не так жадно, как командир, но с чувством. Снежные хлопья падали на них, на стол, на горячее мясо, но не долетали, исчезая в последний момент. Пилот щедро набросал куски сочащейся жиром рульки на тарелки. Выпили еще раз, без тоста. Потом еще. Фонарь по-прежнему создавал уют, снежная равнина вокруг уходила в темноту, туда, к придуманному лесу. — Я вполне могу вам показать, где бы и кем вы были сейчас, — неожиданно сказал Лёва. Голос его звучал почему-то приглушенно, в словах сквозила непривычная для него грусть. — Простенькая задача. Убираем из жизненного пути Контакт — и все…

авным-давно уже бывший капитан Метельский вытер вспотевшее лицо рукавом ватника. От стеганой ткани воняло, но уж лучше так: едкие соленые капли заливали глаза, щипали и мешали смотреть. — Кончай волынить, Серега! — откуда-то сбоку рявкнул бригадир. — Родине нужен лес, а не ленивые зэка. И сказать в ответ нечего. Тем более что говорить он не мастер. Метельский вздохнул и потащил массивный крюк погрузчика к сложенной на просеке связке бревен, перетянутых толстой проволокой. Не дай Бог, рассыплются при подъеме — мяукнуть не успеешь. Так и похоронят, кровавой лепешкой. В лагере возиться с покойниками некому, красоту наводить. Дизель погрузчика тарахтел рядом, обдавая смрадом выхлопных газов. Бригадир уже отошел,

подгоняя кого-то другого. Цепь над крюком лязгала, с нее сыпались куски ржавчины, ледышки и кора от предыдущих бревен. Седьмой год на зоне. Пусть для бывших сотрудников, пусть без изуверских зэковских понятий, но… Лагерь есть лагерь, никак не пионерский. Да и нет уже давно никаких пионеров, как Союз развалился, так и кончились. Теперь каждый сам за себя, а в ответ на «Будь готов!» отвечают: «Ага, давай!», протягивая липкие ладошки. Он вот так и влетел в девяносто восьмом, протянул… Взятка в особо крупном? А вы, сволочи, на капитанскую зарплату прожить не пробовали, особенно после кризиса, когда ее на четыре блока сигарет едва хватало? Молчите тогда уж. Мол-чи-те. Просто вас не поймали. Налетевший ветер смахнул едкий выхлоп погрузчика в сторону, немного подсушил мокрый лоб, но и только. Крюк зацепился за проволочную петлю, потащил бревна вверх. Метельский отскочил назад, поглядывая на качающиеся над головой стволы. Снег, чертов мордовский снег под ногами, вытоптанный сапогами зэков уже до блестящего катка. Метельский поскользнулся и плюхнулся на задницу. Хотелось откинуться на спину, закрыть глаза и помечтать о том, что все могло быть совсем не так — не еще полтора года этих долбаных стволов, крюков, выхлопных газов и мерзкой баланды, а что-то гораздо лучше, светлее, чище… Звезды? Их здесь и не видно…

апитан вздрогнул, машинально вытер совершенно сухой лоб рукавом форменной рубашки и открыл глаза. Пилот откинулся на спинку кресла, его трясло, как в лихорадке: руки били по столу, сметая тарелки, недопитые бокалы, звенели упавшие в темноту вилки-ножи. — Пэ-зэ-эр-ка! — орал он. — Уводи машину, уводи! Чехи!! Твари… — Он захлебнулся криком, тело выгнулось, чудом не соскользнув под стол вслед за разбитой посудой. Пилот хрипел, из-под стиснутых на прикушенной губе зубов сочились капли крови, темной, почти черной в праздничной полутьме. — Шатой, — вдруг совершенно спокойно сказал он. — Это было там. Вита, вместо того чтобы помочь, как ей и полагалось по штатному расписанию — биолог и врач, как иначе? — вскочила с места и закрыла лицо руками, пятясь все дальше и дальше от стола. — Не трогай меня… Не трогай… — исступленно шипела она. — Не трогай, гад! Убери нож, псих, убери! Нет у меня денег. Милиция! — Последнее слово она даже не выкрикнула — выдохнула на пределе, разрывая легкие. Резко согнулась, словно ее ударили в живот. Вздрогнула, едва не упав. После этого только стонала, ни слов у нее не было, ни сил эти слова зачем-то произносить вслух.

— Лёва, выключай это все! Выключай к чертовой матери, говнюк! — заорал Капитан. Иллюзия другой жизни от искина оказалась слишком неожиданной. О чем там думают эти великомудрые руухе? О чем думала команда земных психологов, если допустила такое! — Принято, Капитан, — откликнулся баритон. — А что не так? Рубка приобрела прежний вид, ни следа от иллюзорного пространства, фонаря, стола и посуды. Чистый дизайн руухе, похожий на кошмар сюрреалиста. — Зачем ты это нам показал? — взревел Капитан, вскакивая с места и бросаясь на помощь к Пилоту: тот грузно осел в кресле, откинув голову назад. На висках вздулись вены, из прикушенной губы стекала струйка крови. Лёва задумчиво помычал, будто подыскивая слова. Потом заговорил: — Вы же спросили, что было бы, если б не руухе? Вот я и… Думал, вам понравится. Пилот, правда, до две тысячи двадцать пятого не дожил, его вертолет сбили в нулевом. А так все вполне достоверно. Биолога спасли, три ножевых, но… А вас, шеф, выпустили досрочно. За ударный труд. — И на кой черт нам твоя достоверность?! Вита выпрямилась. Походкой деревянной куклы, безвольно опустив руки, сделала несколько шагов, потом снова согнулась, пошатнулась и осела на пол: кульком, будто из марионетки резко выдернули все ее стержни. Покрытие рубки приподнялось, пошло буграми, наспех сооружая поддержку для ее ослабевшего тела. Биолог откинулась на эти выросты и замерла. — Вы же должны знать, что жизнь удалась, — ответил искин. — Такие подарки иногда надо делать каждому, так велели создатели, а руухе не могут ошибаться. Шампанское и мясо я припрятал, если что. Не переживайте. В рубке вновь возникла голограмма елки. На этот раз она медленно вращалась вокруг своей оси, бросая на лица людей блики света от гирлянд, качающихся шаров и еле слышно шуршащей мишуры. На лица авангарда человечества, которое даже не знает, каким мог быть иной путь.

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

художник Gary Larson

Пишут, что...

Короткие заметки

Сила нехорошая Почему подгорает пища? Оказывается, несмотря на тысячелетия работы, человечество до недавнего времени не знало ответа на этот простой вопрос. Ясность внес творческий коллектив исследователей из Чешской академии наук в составе Александра Федорченко и Яна Хрубы («Physics of Fluids», 2 февраля 2021 года). Ведь как происходит приготовление жареной пищи? На сковородку наливают масло и кладут, скажем, кусок мяса. Огонь горит, масло скворчит, из мяса выливается сок. Все очень аппетитно. Но когда доходит дело до подачи блюда на стол, выясняется, что оно пришкварилось к сковородке. Что же случилось? Изучение динамики жидкости позволяет найти причину: ею оказался неравномерный нагрев днища. Поэтому масло в середине нагревается сильнее. И чем оно горячее, тем меньше сила поверхностного натяжения. В результате холодные края масляной лужицы вытягивают своей силой жидкость из центра, ее слой истончается, и вот ничем не защищенное сухое мясо начинает подгорать. Вывод, сделанный из этой, вне всякого сомнения, фундаментальной, то есть удовлетворяющей любопытство исследователя, работы, впрочем, следует вполне очевидный: чтобы слой масла в центре не истончился и силы натяжения не стали его разрывать, не надо масла жалеть. Да и сковородку следует брать потолще, а лучше из меди с ее огромной теплопроводностью – в такой сковородке тепло быстро распределяется по всей плоскости днища, и сила натяжения перестает разрушительно действовать на приготавливаемое блюдо. А то еще можно взять казан – у него нет большого плоского днища, и весь описанный механизм тут не работает.

А. Мотыляев

…большую часть доходов от использования Мирового океана получают 100 транснациональных корпораций — Ocean 100; так, из 1,9 трлн долларов дохода в 2018 году им досталось примерно 60% («Science Advances», 2021, 7, 3, eabc8041; doi: 10.1126/sciadv. abc8041)… …впервые проведена оценка содержания пластиковых частиц в поверхностных водах Байкала — от 19 000 до 75 000 на 1 км2 поверхности при среднем значении 42 000; главным образом это продукты распада бытовых упаковочных материалов («Водные ресурсы», 2021, 48, 1, 42–51)… …морские водоросли улавливают пластиковый мусор, который образует агрегаты с их лигноцеллюлозными волокнами; эти агрегаты выбрасываются на берег и таким образом покидают прибрежную зону океана («Scientific Reports», 2021, 11, 254; doi: 10.1038/s41598020-79370-3)… …в Намибии впервые обнаружены два карликовых жирафа ростом 2,8 и 2,6 м («BMC Research Notes», 2020, 13, 569; doi: 10.1186/s13104020-05403-9)… ...требования к мощности, скорости и энергопотреблению, необходимым для дальнейшего развития искусственного интеллекта, помогут выполнить фотонные процессоры («Nature», 2021, 589, 44–51; doi: 10.1038/s41586020-03063-0; 52–58; doi: 10.1038/ s41586-020-03070-1)… …в Сколтехе создали химические датчики, воспринимающие запахи, и компьютерное наблюдательное устройство для оценки готовности курицы гриль в духовке («Food Chemistry», 2021, 345, 128747; doi: 10.1016/j. foodchem.2020.128747)…

…продемонстрирована высокая эффективность использования термогелиокса, то есть ингаляции высокотемпературной смесью гелия и кислорода, при лечении пациентов с COVID-19 («Доклады Российской академии наук. Науки о жизни», 2021, т. 496, № 1, с.94– 98)… …создан хирургический микробот в корпусе размером 6×16 мм, который управляет оптоволоконным лазером и может быть интегрирован в существующие эндоскопические инструменты («Science Robotics», 2021, 6, 50, eabd5476; doi: 10.1126/scirobotics.abd5476)… …трансплантация полнослойных лоскутов кожи человека размером 15×5 мм животным с иммунодефицитом обеспечивает успешную интеграцию и сохранение всех структур кожи и позволяет изучать их в норме и патологии («Онтогенез», 2021, 52, 1, 56–67)… …проверить соотношение арабики и робусты в сорте кофе можно с помощью ЯМР, определив концентрации всего двух соединений, дитерпеноидов 16-O-метилкафестола и кавеола («Journal of Agricultural and Food Chemistry», 2020, 68, 49, 14643– 14651; doi: 10.1021/acs.jafc.0c06239)… …мониторинг динамики признаков в десяти популяциях кустарниковой улитки из Подмосковья и парков Москвы в 2003–2019 гг. выявил стойкую тенденцию увеличения частоты желтых раковин, что объясняется осветлением мест обитаний («Генетика», 57, 1, 116–122)…

жни

…семнадцать землетрясений с магнитудой M ≥ 6,5 в 1994–2017 гг. произошли в течение двух суток после 50 сильнейших магнитных бурь («Физика Земли», 2021, 1, 24–40)…

Георгий Варнай

Пишут, что...

Короткие заметки

Ночи полнолуния С Луной связано немало обычаев, которые многие рассматривают как суеверия. Например, добрая половина садоводов-огородников практически молится на лунный календарь посадок, и никакие слова науки их не убеждают, что нет никакой разницы, когда сажать огурец – в день полной или новой Луны. С другой стороны, исследователи солнечно-земных связей не раз замечали, что фазы Луны можно обнаружить в некоторых проявлениях физиологии человека, например они сказываются на составе мочи; не все признают результаты таких наблюдений достоверными. А с третьей стороны, многие на собственном опыте не раз замечали – при экстремальных фазах Луны, особенно в полнолуние, спится хуже всего. Но вот нашелся смельчак, Горацио да ла Иглесиа из университета штата Вашингтон, который при участии коллег из США и Аргентины провел подробное исследование с помощью наручных датчиков, фиксирующих поведение человека («Science Advances», 27 января 2021 года). В первой серии опытов участвовало около сотни обитателей трех индейских деревень в аргентинской Формозе, причем в двух из них не было электричества. Ко второй привлекли полтысячи студентов из Сиэтла. С помощью датчиков не только удалось фиксировать время отхода ко сну и его продолжительность, но и особенности поведения: это было нужно для того, чтобы очистить данные опыта от шума. Результат был такой: в течение пяти дней перед полнолунием люди ложились спать на полчаса позже, а продолжительность сна на три четверти часа меньше. И это нисколько не зависит от наличия электричества и огней большого города. Де ла Иглесиа предполагает, что полная Луна продлевала древним людям световой день и эта особенность поведения сохранилась до сих пор. Однако у индейцев из неэлектрифицированных деревень на сон влияло еще и новолуние, правда, не столь заметно. Такой факт ввел исследователей в смятение и заставил думать, что свет тут не главный. Итак, поиск способа, которым человек узнает про фазы Луны, не глядя на небо, становится предметом дальнейшего расследования, запланированного смелым ученым.

С. Анофелес «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Нанофантастика

Ирина Мягкая Иллюстрации Елены Станиковой

Вы арестованы

удебный процесс пришлось сделать открытым. В конце концов, человека впервые судили за преступление, затронувшее всех жителей Земли, поэтому и суд хотели видеть без исключения все. Норманн Грег не отрицал свою вину. Да и как он мог? Его преступление было записано на множество камер, свидетелем был весь мир. Но в конце заседания суда он взял слово. — Инопланетяне существуют, — начал Грег. — Еще пять лет назад это была фантастика, а теперь — наша действительность. Я присутствовал при всех посещениях Земли инопланетянами. Они прилетали четыре раза. Позвольте мне напомнить об этих событиях. Обвиняемый налил себе стакан воды, сделал долгий глоток и кивнул судье. — Я предоставил материалы. Первый инопланетный корабль вызвал большой ажиотаж. Он кружил на орбите несколько дней, а затем свершился первый настоящий контакт Земли с инопланетным сообществом. И кто к нам прилетел? Дипломатическая делегация? Ученые-антропологи? Нет, инопланетянин представился странствующим торговцем и предложил нам высокотехнологичное оружие и инструменты за немыслимое количество редкоземельных элементов, которые были погружены в его корабль. Как только инопланетный торговец покинул орбиту, все его товары рассыпались мелкой пылью. Норманн Грег снова прервался, чтобы справиться с эмоциями. Камеры запечатлели крупным планом нахмуренные брови и вздувшиеся от гнева желваки. Однако когда подсудимый продолжил, его голос был ровным и сильным. — Спустя полгода нас снова навестил корабль инопланетных гостей. Они представились научной экспедицией, выразили сожаление по поводу первого неудачного контакта и обнадежили нас заверениями, что не имеют отношения к космическим аферистам.

Земляне устроили большой праздник по поводу прибытия. Инопланетяне были очень вежливы и приветливы, охотно давали интервью и восхищались земным радушием. Они пожелали раскрыть тайны межзвездных путешествий, обсудить свою культуру и технологии, для чего пригласили на свой корабль более сотни ученых со всех стран. Сто семь виднейших умов планеты поднялись на борт, после чего шлюзы закрылись и корабль улетел в неизвестном направлении! Грег глубоко вздохнул и снова сделал глоток воды. — Поэтому третий корабль, объявившийся на орбите, был встречен куда менее радушно. К тому же инопланетяне отказывались связываться по радио. Через несколько часов с корабля был сброшен какой-то контейнер, который мы взорвали в атмосфере. Так же поступили и с последующими грузами. Было принято решение, что радиомолчание и загадочные контейнеры — это признак агрессии, на которую следует ответить соответственно. Я не участвовал в этом обсуждении и комментировать его не буду. Мы все знаем, что выпущенная по кораблю ракета не причинила видимого вреда, а инопланетное судно ушло с орбиты. Зато вскоре явились очень деловые и разговорчивые инопланетяне в форме, которые представились силами Галактического Правопорядка. Космические поли-

цейские обвинили Землю в нападении на мирного путешественника. При этом ответные обвинения в мошенничестве и похищении они отвергли. Первый контактер продал вещи, на которых крупным шрифтом было написано: «Не уносить от зул-генератора дальше, чем на 0,5 кваров. Зул-генератор в комплект не входит». Написано, между прочим, на признанном межзвездном языке общения, который можно выучить по Субсветсети. Вторые пришельцы происходят из расы Шевел, по их законам любой человек, добровольно ступивший на территорию Шевелианской Коалиции, признается собственностью народа Шевел. И это только наша проблема, что мы не ознакомились с законами расы, с которой вышли на контакт. Все есть в открытом доступе в Субсвет-сети. Подсудимый встал для заключительной части своей речи. — Да, я признаю себя виновным в убийстве космического полицейского. Из-за моего поступка Земля была арестована и будет находиться в заключении триста лет без возможности выходить за пределы Солнечной системы. Следующие триста лет к нам не прилетит ни один корабль извне. Я сделал это на благо всей планеты. Неужели вы не понимаете, что я выиграл нам немного времени? «Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

ВСЕРОССИЙСКАЯ ПРЕМИЯ «ИСТОК» ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.В. ПЕТРЯНОВАСОКОЛОВА

ЕЖЕГОДНАЯ ПРЕМИЯ ПРИСУЖДАЕТСЯ УЧИТЕЛЯМ ФИЗИКИ, ХИМИИ И БИОЛОГИИ ЗА ВЫДАЮЩИЕСЯ ЗАСЛУГИ В ОБЛАСТИ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ, ИНЖЕНЕРОВ И ТЕХНОЛОГОВ ВРУЧЕНИЕ ПЕРВЫХ ПРЕМИЙ «ИСТОК» СОСТОИТСЯ 5 ОКТЯБРЯ 2021 ГОДА В НИЖНЕМ НОВГОРОДЕ

ВСЕРОССИЙСКУЮ ПРЕМИЮ «ИСТОК» УЧРЕДИЛИ ПРЕЗИДЕНТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК И ГУБЕРНАТОР НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ