HiJ_02_2021 by jozef24

химия и жизнь

/ 2021

Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем.

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

Экклесиаст

НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н. Стрельникова Художники А. Астрин, С. Дергачев, Н. Колпакова, 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 16.03.2021 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 Проблемы и методы науки ФОСФИНОВЫЙ ПРИЗРАК ЖИЗНИ. В.М. Хуторецкий ...........................2

Элемент №… ГАДОЛИНИЙ: ФАКТЫ И ФАКТИКИ. А. Мотыляев ................................ 14

Вещи и вещества КТО ПОБЕДИТ ПОБЕДИТ? А.Г. Квашнин .............................................20

Портреты АВГУСТ ШЛЕЙХЕР: ДАРВИНИЗМ И ЛИНГВИСТИКА. С.В. Багоцкий .................................. 26

Проблемы и методы науки МАЛЬЧИКИ И ДЕВОЧКИ. Н.Л. Резник .................................................36

Панацейка ГИНУРЫ  СЪЕДОБНЫЕ И ЦЕЛЕБНЫЕ. Н. Ручкина............................ 42

История современности ПРОМЫШЛЕННАЯ АРХЕОЛОГИЯ. Е.А. Курлаев .................................. 46

Фантастика ОГНЁВКА. Т. Левченко ........................................................................52

Ученые досуги ЭТАПЫ БОЛЬШОГО ПУТИ. А.Г. ........................................................... 59

Нанофантастика МЫ ДРУЖИЛИ С ДЕТСТВА. Е. Лаевская .............................................64

НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ рисунок Александра Кука НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ картина Rob Consalves «Die Flut comt». Только человек, непрерывно совершенствуясь, способен разрушить мир. Об этом читайте в статье «Этапы большого пути»

Результаты: алгоритмы

Результаты: биохимия

Книги

Короткие заметки

Пишут, что…

Проблемы и методы науки

В.М. Хуторецкий

Фосфиновый призрак жизни

Статья «Газообразный фосфин в верхних слоях облаков на Венере», опубликованная в журнале «Nature Astronomy» 14 сентября 2020 года Джейн Гривс, Сарой Сигер и коллективом соавторов, вызвала настоящий ажиотаж — число ее просмотров за первую неделю достигло 327 тысяч и продолжает расти до сих пор. Нечто подобное я видел, только когда выходил очередной том «Гарри Поттера», но чтобы такой взрыв интереса к научной работе? Ведь профессиональных астрономов на свете всего около 10 тысяч. Об этой статье и горячих научных дебатах, развернувшихся вслед за ее появлением, мой рассказ.

Маленькие зеленые человечки «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе — это науке неизвестно». Знаменитая фраза из кинокомедии прошлого века «Карнавальная ночь» остается актуальной и по сей день. Жгучий интерес человечества к проблеме существования жизни на других планетах никогда не угасал и вряд ли скоро исчезнет. Стивен Хокинг, который видел далекое будущее человечества на планетах других звезд, писал: «Человеческому роду присуща острая необходимость исследовать, учиться, узнавать. А еще мы общительные существа. Для нас важно знать, одни ли мы в темноте». Действительно, уникальна ли жизнь как явление, возникшее на планете Земля, или где-то там, среди мерцающих на небосводе звезд, есть еще какая-то жизнь? А если есть, то какая и может ли она развиться до разумной жизни? А там, а дальше — только фантазии и фантастика. За последние десятилетия астрономия открыла нам тысячи экзопланет и среди них — сотни, имеющие сходную с нашей планетой силу тяжести и освещенность, что делает их пригодными для той формы жизни, к которой мы привыкли, где растворителем служит вода и молекулы жизни строятся главным образом из углеродных соединений. Строго говоря, это необязательные, хотя и очень желательные условия для существования жизни. Поиски разума во Вселенной по программе SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) пока (пока!) не дали результатов. Бурный всплеск интереса к проблеме произошел в 1967 году, когда открыли регулярные короткие радиосигналы, приходящие из космоса, от объектов, которые позднее назвали пульсарами. Первый такой источник в шутку окрестили LGM-1 (little green men — маленькие зеленые человечки). Быстро выяснилось, что разум тут ни при чем. Интерес к проблеме возрастал и спадал, а результатов все не было. Финансирование сошло на нет, пока в июле 2015 года российский миллиардер Юрий Мильнер, живущий теперь в США и известный своим интересом к астрономическим проектам (SETI, фотонный парус) не выделил 100 млн долларов на возобновление этой программы. С тех пор в ней зафиксирован единственный, пока еще не отвергнутый случай необъяснимого сигнала — BLC1 (Breakthrough Listen Candidate 1). Он пришел на частоте 982 МГц с того направления, где находится ближайшая к нам звезда Проксима Центавра с двумя планетами на расстоянии всего четыре с лишним световых года. Об этом сообщила газета «The Guardian» 18 декабря 2020 года. Научная статья наблюдавших его австралийских астрономов пока еще не вышла.

След жизни — фосфин Наряду с поисками разума не утихают споры о возможности существования иных форм жизни. Высказывались многочисленные фантастические предположения: кремний взамен углерода, аммиак или фтористый водород вместо воды, а также не подтвердившаяся гипотеза о мышьяковом (вместо фосфора) аналоге ДНК,

Венера в УФ спектре. В видимом свете она выглядит равномерно серо-коричневатой. Фото: Mariner 10 (февраль 1974 года). NASA / JPL-Caltech

якобы найденном в сильно соленом озере в 2011 году (опубликована в «Biochemistry», 2011, 22 февраля). С развитием полетов внутри Солнечной системы постепенно появляются возможности если не прямо, то хотя бы косвенно и ближе к месту проверять существование этих форм. Жизнь в емком и кратком определении Ричарда Докинза — «evolved self-preserving complexity», или «развитая самосохраняющаяся сложность» — не предполагает каких-либо иных ограничений. Если где-то около другой звезды есть астроном, который ищет жизнь на экзопланетах, то третья планета возле непримечательной звезды, которую мы называем Солнце, в его каталоге ярко выделяется. Еще бы, на этой планете столько кислорода! Нет никаких химических, зато есть биологические причины, чтобы в атмосфере этой планеты по имени Земля собралось примерно 20% чрезвычайно реакционноспособного О2. Вода может присутствовать на разных планетах, но много кислорода только там, где уже есть жизнь. Кроме кислорода и озона (О3), признаками жизни на планетах могут быть и другие вещества: метан (СН4), закись азота (N2O). Изучением состава астрономических объектов занимается астрохимия. Основной ее метод — анализ спектров разных диапазонов. Вещества излучают и поглощают электромагнитное излучение квантованным образом. Различным молекулам, атомам и группам атомов внутри молекул соответствуют свои квантовые переходы, хорошо изученные в земных условиях и остающиеся неизменными на других планетах в разумном диапазоне условий. Этим переходам соответствуют спектральные линии поглощения или испускания. Более энергичные электромагнитные воздействия вызывают спектральные линии в коротковолновой части спектра, начиная с ультрафиолетовой (УФ) и убывая к видимой или инфракрасной (ИК), и еще более слабым в миллиметровой или радиоволновой. Группа Джейн Гривс в Кардиффском университете показала, что некоторые из новых планет, образовавшихся из остатков после взрыва сверхновых, содержат больше фосфора, чем другие. Группа Сары Сигер в Массачусетском технологическом институте (MIT) разрабатывала идею о том, что образование диметилсульфида, диметилдисульфида, хлористого метила и фосфина в атмосфере иных планет может быть свидетельством наличия жизни на них. Заметим, что последний (PH3), пока его не начали производить на заводах, образовывался на Земле только при разложении биологических материалов. Объединившись, эти группы внимательнее присмотрелись к Венере, довольно близкому по астрономическим признакам аналогу Земли. Радиоастрономы, которые составляют костяк коллектива авторов, сообщают, что они смогли надежно выделить среди шумов вращательную частоту связи «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Alamy Stock Photo

JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) — крупнейший астрономический телескоп (диаметр зеркала 15 м), построенный специально для субмиллиметрового диапазона, от сотен микрометров до миллиметра. Расположен на Гавайях на высоте 4092 м

Р-Н фосфина (РН3). Если вы помните, колебания атомов в молекуле могут сопровождаться изменением длин связей, углов между связями либо вращением вокруг связей. Обычно им соответствуют полосы поглощения в ИК-спектрах. Эти колебания имеют более высокую энергию, чем вращение вокруг одинарной связи малых по объему фрагментов молекулы. В случае PH3 колеблется и вращается самый малый из возможных объектов — атом водорода, поэтому энергия этих полос мала. Энергия его вращательной полосы вообще выходит за пределы ИК-спектрального диапазона и лежит в более длинноволновом миллиметровом диапазоне 1,123 мм (266,94 ГГц). Оно и хорошо, поскольку атмосфера Венеры в ИК-диапазоне «забита» полосами поглощения СО2 (потому он и «парниковый» газ), и обнаружить слабенькие сигналы фосфина на планетарных расстояниях вне этого диапазона несколько легче. Для этого авторы использовали два самых сильных радиотелескопа. Сначала, еще в 2017 году, они «зацепились» за едва заметный сигнал вращательной полосы фосфина на телескопе Джеймса Кларка Максвелла (JCMT). На этом основании они смогли получить три часа времени на более мощном комплексе радиотелескопов ALMA, чтобы накопить лучшее отношение сигнала к шуму. Желающих поработать на таких уникальных

установках очень много, поэтому время на телескопах ценится чрезвычайно высоко и распределяется сильно заранее. Количественная оценка содержания фосфина в облаках была около 7 (ALMA) и до 20 (JCMT) ррb (частей на миллиард). Вскоре после выхода этой статьи команда, возглавляемая Ракешем Могулом из Политехнического университета в штате Калифорния в Помоне, пересмотрела результаты масс-спектрометрии, полученные американским спускаемым аппаратом «Пионер-Венера-2» в 1978 году. Хотя РН3 и Н2S имеют одинаковую массу 34 и четко различить их сигналы не удается, авторы считают более вероятным наличие в венерианской атмосфере именно фосфина. Справедливости ради надо отметить, что химический анализатор на последнем советском спускаемом аппарате ВЕГА-2 в 1985 году обнаружил присутствие значительных количеств фосфора в атмосфере Венеры, но ведь фосфор фосфору рознь. Тогда исследователи предположили, что это P4O6.

Жизнь в серной кислоте? Ну, допустим, нашли на Венере фосфин. И что? Поверхность Венеры — сущий ад. Атмосферное давление на Венере в 90 раз больше земного, а тем-

микробному варианту. Скажем, чтобы производить такое количество фосфина, вулканы должны быть примерно в 200 раз более активными, чем на Земле, но ничего подобного не наблюдается. Похоже, что теперь у авторов открылись широкие возможности для проверки такого рода гипотез, не выходя пока за пределы Земли. Все тот же Юрий Мильнер уже через три дня после выхода статьи в «Nature Astronomy» сообщил, что его фонд Breakthrough Initiatives выделил очередные 100 млн долларов на исследования по поиску примитивных форм жизни в облаках Венеры. В отличие от Breakthrough Prize, эти инициативы он финансирует лично. Руководить проектом будет профессор Сара Сигер. Она пишет: «Нашли ли мы свидетельства жизни на Венере? Нет. Но мы нашли весьма интригующий сигнал, который послужит мотивацией для последующей многолетней работы». Облака — это скопление маленьких капель жидкости, постепенно укрупняющихся до тех пор, пока они не начнут падать под действием силы тяжести. Этот дождь необязательно достигает поверхности: по мере приближения к ней температура растет, и капли могут высыхать на лету. В каплях облаков над Землей содержатся вполне измеримые количества микроорганизмов, но они здесь не размножаются. Однако природа этого не запрещает. Венерианские облака покрывают всю поверхность планеты, без просветов, и, в отличие от земных, со-

Alamy Stock Photo

пература (4620) куда выше температуры плавления свинца (3270). Не зря говорят, что Венера — злобный близнец Земли. Впрочем, речь в статье идет о тумане на высоте 50—55 км над поверхностью, где и температура около +200, и плотность близка к 1 атм, а газовый состав — СО2 с примесью азота (3,5%) и совсем уж малых долей SO 2, Ar, H 2O, СO, He и пр. Хотя Венера вращается вокруг своей оси в 200 раз медленнее, чем Земля (и, между прочим, с запада на восток), ветер и облака с ним несутся на этой высоте со скоростью самого сильного урагана на Земле — около 100 м/с. Поскольку Венера ближе к Солнцу, чем Земля, ультрафиолетовое излучение Солнца должно было бы быстро разрушить весь фосфин, который там есть. И если он все-таки наблюдается, то, значит, фосфин как-то возобновляется, то есть постоянно поступает из какого-то источника. В земной атмосфере его куда меньше, 1 ppt (одна часть на триллион), хотя у нас точно есть и естественные источники, связанные с жизнедеятельностью микробов, и производственные. Авторы (эту часть работы возглавлял доктор Вильям Бейтс из MIT) предполагают, что наиболее вероятный источник фосфина — микробная жизнь в облаках над Венерой. Были и другие гипотезы, которые включали некую неизвестную фотохимию; минералы, сдутые вверх с поверхности; вулканы или молнии. Однако ни одно из этих объяснений не могло и приблизиться к

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) — Атакамская большая антенная решётка миллиметрового диапазона — комплекс из 66 радиотелескопов, расположенных в чилийской пустыне Атакама на высоте 5 км

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Тропосфера

Строение атмосферы Венеры. Вблизи ее поверхности плотность атмосферы в 14 раз меньше плотности воды

Мезосфера

ИОНОСФЕРА на высоте 120—300 км и почти совпадает с термосферой

Мезопауза: 77оС

65—120 км

Верхняя мезосфера: —108оС Сернокислотные облака

0,1 Нижняя мезосфера: —43оС

0—65 км Сернокислотный туман

Верхняя тропосфера: 28оС

1 10

Поверхность: 467оС t, оС —100

стоят не из воды, а из довольно концентрированной (75—80%) серной кислоты. Предполагаемая жизнь в серной кислоте должна умещаться в более мелких каплях, чем в земных облаках: их размер чуть больше 2 микрон. Самых мелких земных бактерий в такую каплю поместилось бы не более десятка. Надо заметить, что жизнь на Земле тоже иногда существует в условиях, представляющихся совершенно невероятными: некоторые археи и даже бактерии живут и размножаются при температуре до 1200, кислотности ниже 3 единиц рН, давлении свыше 1000 атм (на дне Марианской впадины). Анаэробные бактерии живут под толщей ледников Исландии, Антарктики и Канады, где они питаются водородом, образующимся при гидролизе базальтов. На глубине 1,5 км под землей в полной изоляции при температуре 600 и рН 9,3 живет монокультура анаэробных бактерий, использующих энергию слабой радиоактивности («Science», 10 октября 2008, с. 275—278). Абсолютный же чемпион, Deinococcus radiodurans, выдерживает нагрев, холод, высушивание, окислители и гамма-радиацию в 15 тысяч раз сильнее, чем та, которая смертельна для человека. Эта бактерия пробыла год в открытом космическом пространстве на МКС и осталась совершенно жизнеспособной, что дает дополнительные основания для теории панспермии (переноса жизни между космическими телами) («Microbiome», 2020, 8:150). Если учесть, что 4 миллиарда лет назад на Марсе, Земле и Венере существовали примерно одинаковые условия для возникновения жизни, то вполне можно допустить, что она на всех и зародилась. Однако со временем на Марсе стало слишком холодно, а на

Давление, бар

Термосфера

Терморсфера: —173оС

100

200

300

400

Венере — слишком жарко, но жизнь могла эволюционировать и уцелеть.

А был ли мальчик? Как полагается в науке, любому сообщению надо доверять, но проверять. Гипотеза о жизни в венерианских облаках правдоподобна, но это не значит, что она верна. Грамотному человеку, незнакомому с химией фосфина, кажется: ну как же, фосфор стоит в таблице Менделеева сразу под азотом, поэтому фосфин (РН3) — аналог аммиака (NH 3). Следовательно, он должен, как и аммиак, давать соли с кислотами, тем более такими сильными, как серная. Раз так, то быть его в атмосфере Венеры при «комнатной» температуре никак не может. Но нет, фосфин почти не проявляет основных свойств, а соли с катионом фосфония РН4+, аналогичным катиону аммония NH4+, получают обходным путем. Так что фосфин в сернокислотном тумане может чувствовать себя вполне свободно — если он там есть. «Что нам нужно, так это чтобы научное сообщество разодрало нашу работу в клочья», — сказала Клара Соуза-Сильва, молекулярный астрофизик из MIT, которая участвовала в работе над статьей. «Как ученый, я хотела бы понимать, что я сделала не так». Что же, ей не пришлось ждать долго. Уже через месяц после выхода статьи оппоненты из Нидерландов обнаружили ошибку в калибровке радиотелескопа ALMA и в журнале «Astronomy & Astrophysics» объявили, что дело закрыто. Однако авторы открытия, признав, что калибровка была нарушена (не по их

Однако их критики из Вашингтонского университета полагают, что наблюдаемая линия спектра связана именно с SO 2, но на высоте 80 км, где PH 3 может существовать лишь крайне короткое время. В то же время другую, характерную только для SO2, линию 267,54 ГГц массив антенн ALMA не обнаруживает из-за размывания линий. Что касается данных JCMT, то типичное вертикальное и количественное распределение SO 2в венерианских облаках укладывается в полученную оценку без привлечения гипотезы о наличии фосфина. На это профессор Гривс возразила, что ее группа предприняла все мыслимые предосторожности, чтобы исключить возможность «ложных» линий. Она утверждает, что наблюдаемая линия поглощения фосфина намного уже, чем если бы она соответствовала диоксиду серы. В заново откалиброванных данных ALMA, полученных в ноябре, флуктуации шума вокруг линии поглощения PH3 сильно уменьшились, и, хотя общее его содержание теперь упало до 1 ppb, в некоторых областях атмосферы оно достигает 5 ppb. «Что есть, то есть. Но наш результат теперь лучше», — сказала она «Нью-Йорк таймс» (8 февраля 2021 года).

Alamy Stock Photo

вине), быстро пересчитали полученные данные и показали, что картина принципиально не изменилась, хотя количество PH3 уменьшилось с 7 до 1—4 ppb. Данные JCMT дают примерно 20 ppb и требуют дальнейшей проверки, которая ведется. Поддержка пришла от французских астрономов, которыес 2012 года наблюдают за содержанием SO 2 и воды в верхних слоях облаков Венеры в разных диапазонах ИК-частот. Вместе с Дж. Гривс и К. Соуза-Сильва они опубликовали в октябре 2020 года в журнале «Astronomy & Astrophysics» запись спектров венерианских облаков 2015 года, в которых видна линия фосфина 958 см -1 (0,0105 мм). Она дала возможность установить верхний предел его содержания в среднем по всей атмосфере, который составил 5 ppb. Более суровая критика появилась в конце января 2021 года все в том же «Astronomy & Astrophysics». Поскольку и PH3, и SO2 спектрально активны на частоте 266,94 ГГц, нужно понять, кто же из них реально наблюдается. Гривс и соавторы не обнаружили в венерианских спектрах другой частоты, характерной для SO2, и заключили, что диоксид серы отсутствует.

SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) в полете с открытой телескопной дверью. Самолет с телескопом поднимается на высоту 12—14 км и позволяет сделать качество получаемой «картинки» близкой на уровне космических обсерваторий

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Будем проверять! Понятно, что одна слабенькая линия в спектре — недостаточное доказательство. Джейсон Диттман (MIT) получил время на телескопе для поиска иных спектральных линий фосфина еще в июле 2020, но коронавирус поломал все планы. Он вместе с Соуза-Сильвой собирается использовать два других инструмента: трехметровый инфракрасный телескоп NASA на Гавайях и стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) — самолет того же NASA, несущий 2,5-метровый телескоп. Космический аппарат BepiColombo Европейского и Японского космических агентств, нацеленный на Меркурий, пролетал мимо Венеры вскоре после выхода статьи. На нем есть инфракрасный спектрометр, но сделать что-нибудь было уже поздно. Впрочем, в августе 2021 он будет вновь пролетать в окрестностях Венеры. К этому времени нужные изменения в программу наблюдений успеют внести. Вопрос только в том, хватит ли у него чувствительности и разрешающей способности. Американский и европейский аппараты будут пролетать в окрестностях Венеры на пути к Солнцу, для исследования которого они и предназначены. Их шансы подкрепить или ослабить гипотезу хоть и невелики, но есть. Японский аппарат Акацуки находится на венерианской орбите с 2015 года, и он может помочь разобраться в строении ее атмосферы и облаков, но не в их составе («Nature», 2020, 586, 182—183). Куда интереснее было бы получить прямой ответ, послав аппарат на Венеру. Индия собирается сделать это в 2025 году, и у нее есть время для внесения изменений в программу. Важное заявление сделал 15 сентября 2020 года глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин на выставке «HeliRussia-2020». Он рассказал, что в планах «Роскосмоса» есть совместная с США миссия «Венера-Д» (после 2025 года), но возможен и отдельный проект. Рогозин назвал Венеру «русской планетой» и выразил уверенность, что все подобные миссии войдут в единую государственную программу деятельности РФ в космическом пространстве на 2021—2030 годы. Комментируя информацию о том, что Россия якобы решила продолжить проект без участия американской стороны (так Рогозина поняли во многих СМИ), руководитель пресс-службы госкорпорации Владимир Устименко в тот же день поспешил пояснить: «Ни о каком отказе от сотрудничества с США по проекту "Венера-Д" речи не было. Мы не отказываемся от международного сотрудничества. Речь шла только о непривлечении широкой международной кооперации». Российско-американская рабочая группа разрабатывает концепцию этого проекта. Автоматическая межпланетная станция (АМС) должна включать как минимум орбитальный и посадочный аппараты. При этом посадочный аппарат должен проработать на спуске и на поверхности Венеры не менее трех часов. Конструкция посадочного аппарата будет базироваться на проверенных решениях, уже испытанных в проектах серии «Венера» и «ВЕГА», а орбитальный аппарат — на заделе, полученном

при разработке космического аппарата «Луна-Ресурс». После отделения спускаемого аппарата орбитальный начнет программу научных исследований, рассчитанную на три года. По предварительным наметкам специалистов, АМС «Венера-Д» может быть запущена после 2025 года. В NASA считают реалистичными 2026—2031 годы. Между тем в США идет отбор кандидатов на финансирование малобюджетных (до 500 млн долларов) межпланетных полетов 2021—2030. Из четырех проектовфиналистов два относятся к Венере. Проект DAVINCI+ включает спускаемый пробник, не предназначенный для работы на поверхности. Во время примерно часового спуска он должен постоянно анализировать состав атмосферы на разных высотах. Вторая часть проекта — орбитальный спутник Венеры, которому предстоит в течение полного венерианского года (225 земных суток) изучать как атмосферу дневной стороны, так и поверхность ночной области. Здесь есть возможность увидеть и измерить фосфин в атмосфере. Другой проект, VERITAS, не сможет прямо наблюдать фосфин в атмосфере Венеры. Его задача — создать с помощью спутника подробную карту ее поверхности, в частности, обнаружить на ней вулканы. На спутнике будут также некоторые спектроскопические приборы, но не видно пока, могут ли они быть полезными для поиска фосфина. Выбор может состояться уже весной, и глава научных миссий NASA доктор Томас Зёрбакин, говоря о возможном биогенном происхождении фосфина в атмосфере Венеры, в своем Твиттере заявил: «Мы ждем результатов, которые разрешат все сомнения в этом весьма интригующем вопросе». И вдруг — счастливая случайность. Оказывается, новозеландская частная компания Rocket Lab собирается запустить небольшой спутник Венеры «Фотон» в 2023 году. Основатель и руководитель компании Питер Бек говорит, что «раз так, надо нам проверить, есть ли там жизнь и фосфин». Это, конечно, не NASA и не «Роскосмос», но чем черт не шутит, на счету компании уже почти десяток успешных запусков спутников Земли.

Похвальное слово астрономии Первая из возникших на Земле наук не устает удивлять нас своими открытиями. Всего за несколько последних десятилетий она обнаружила квазары, пульсары, черные дыры, свыше четырех тысяч экзопланет, ускорение разбегания галактик, из которого следует наличие черной материи и энергии. Только в течение сентября 2020 года она открыла сразу два места с возможной внеземной жизнью у себя дома, в Солнечной системе. Об одном из них мы говорили здесь, и, как заметил Дэвид Гринспун из Института планетарной науки в Вашингтоне, округ Колумбия: «Есть 1001 причина вернуться на Венеру, и даже если фосфин «исчезнет» в результате дальнейших наблюдений или анализа, то 1000 причин останутся». Другое место — покрытые толстым льдом и песком озера на Марсе. Вблизи его полюсов достоверно обнаружено несколько таких озер. Находится ли вода в них в жидком

рами. У американского аппарата есть также бурильная установка, которая сможет собрать образцы грунта для отправки на Землю с последующими экспедициями около 2031 года. Цель обоих вездеходов — поиск остатков жизни в давно высохших марсианских озерах и руслах рек. Ну да, и на Венере, и на Марсе пока все только предположительно, ничего не доказано. Но как заманчиво! И как хочется надеяться! Ведь обнаружение внеземной жизни — это важнейший шаг к познанию зарождения жизни как таковой во Вселенной, ее сходства и различия с земной. Если удастся провести такое сравнение, то его фундаментальная значимость не будет уступать важности открытия бозона Хиггса.

NASA/JPL-Caltech

или кашеобразном состоянии, утверждать пока трудно. Даже если внутреннее тепло планеты доходит до этих озер, то, чтобы сохраниться в жидком состоянии, вода в них должна быть соленой. Но если концентрация солей в них не запредельная, тогда вполне вероятно, что там могла сохраниться внеземная жизнь. В мае к посадке на Марсе готовится китайский вездеход; 18 февраля уже приземлился американский. Характерно, что практически все российские ученые, участвовавшие в комментариях к живой трансляции этого события, считают, что жизнь на Марсе не только была, но и, вполне возможно, сохранилась где-то поглубже. Оба вездехода оснащены подповерхностными рада-

Граната с вынутой чекой, и и н м

« ин м , м ж ж н я м н я, и жизнь и ми и и и и ж н ь нн ми н н з з и, я ьн м з н »

и м н

н н н

ь я

н ьзя «жизнь» змн ж ь я ж , м ии им н мз и ь и м ж , жи я м и н я жизнь н жи з мн и и и н ь ян и и м и з м ин жи , н н з я ь м з м и н и ии з н и ь ьи, ь и ж н « » и , м н и , я и из ии , я я из ми и , м нн и и ь нн , и н и и ьн мн ни м, н ь и н и

и из ии и ин и ии и н им ь иж мя ь и ни и з ни , ми з м я ж м н я им ми им н м м ьн я и и ии з з ми ь мя я зния ни и и м м ни и ж из ж ни и мн ния м ми и ,н н и жизнь н зм жн жж нн и , з и и и ни и ни н м и я з з мн жизни, и з ни м жн ям з и и ьн з и н ии 2 м и ни з ним из з зм жн и м и и н нии м и , и , м н ь и м н м я н з м н и м и , ин м ж ни ь я м нн я м и, ьн , жизнь з , ь н н н и изм н , н м н ь мм м и н и, и з н м и ия 20 1 , н ьн ми из н 2 м ин и м и , м яж из и 1 з ни я м и м и з , ин им н 20 из ни ни н н ь 100 0 м , н ни ия ни н и н м ь, з ь , «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

ем на поверхности в равновесии с его атмосферой. Наверн ка Земл не осталас безответной и прислала на Марс немало камней земного происхождени . Напомн : микробна жизн на Земле возникла 3,5-4 миллиарда лет назад. Астероидна активност в то врем б ла в сотни раз более интенсивной, ем сей ас. Вода с поверхности Марса ис езла тоже не один миллиард лет назад, однако об ее её коли ество не так уж мало, как недавно казалос . Она не просто вс испарилас с поверхности, зна ител на аст ее у ла глубже в подповерхностн е пород , так то времени дл переноса жизни в обе сторон б ло достато но. По тому нел з искл ит , то жизн на тих планетах могла развиват с не просто сходн ми, но взаимно обусловленн ми пут ми. Надо, однако, помнит , то по ти 2,5 миллиарда лет назад благодар жизнеде тел ности ианобактерий кон ентра и кислорода в атмосфере Земли на ала расти, по вилс за итн й озонов й слой, снизилас интенсивност УФ-облу ени , то ест по ло геологиески б строе расхождение условий жизни на Земле и на Марсе, где к тому времени атмосфера по ти ис езла, а поверхност в сохла и охладилас . Тем не менее, принесенна с Земли жизн имела достато но времени, тоб приспособит с к нов м услови м и спр тат с в марсианской по ве от ул трафиолета. Наиболее близкие к марсианским и потому наиболее изу енн е на Земле услови су еству т в в сокогорной илийской пуст не Атакама. Вс ка жизн в ней пр етс от УФ под поверхност . Если марсианска жизн — углеродна и построена аналоги но земной (полинуклеотид и белки), то ее стерилиза и может проходит теми же методами, то примен тс на Земле (нагревание, облу ение, окисление, фумига и окис тилена, двуокис азота, парами перекиси водорода). Если она вдруг силиконова , то методов разру ени силиконов тоже хватает. Вопрос в том, опасна ли така жизн . Вед подавл ее бол инство земн х микробов дл еловека вполне безопасн и станов тс патогенами тол ко в резул тате совместной вол ии. Марсианские микроб (если они ест !) давно уже приспособилис к

засу лив м услови м, по тому земна жизн , состо а в основном из вод , едва ли подход а дл них среда. Отс да следует, то веро тност занести с Марса патогенн е микроб близка к нул . Примерно те же рассуждени применим и к прионам — неправил но свернут м белкам, котор е способн при контакте в з ват такое же свора ивание у белков жив х организмов. Сли ком далеко отсто т друг от друга земной и возможн й марсианский вариант , тоб произо ло заражение. Однако за ита Земли должна принимат во внимание не тол ко здоров е еловека, но и всей её биот . Скол ко уже б ло слу аев с земн ми организмами, котор е, попада в нов е услови , подавл ли и в тесн ли аборигенов. Может ли произойти не то подобное с марсианскими при ел ами? О ен маловеро тно. Вед если дл нас марсианска среда кажетс крайне неблагопри тной, то и дл обитателей Марса на и услови абсол тно крити еские: кислородна среда, огромна влажност , отсутствие УФ, в сокое давление. Тем не менее, веро тност заражени не равна нул , а идти на хот малей ий риск еловек разумн й не станет. Образ дл исследовани должн б т поме ен в гермети н й контейнер, а он — в другой (по прин ипу матре ки), котор й уже будет запа н или заварен. Поверхности возвра аемого аппарата, на котор е могла попаст внеземна п л , нужно стерилизоват , лу е е е до возвра ени на Земл . Как то сделат , предстоит определит кспериментал но в ближай ее врем . Пон тно, то труднее всего имет дело со спорами и белками-прионами. Рабо а группа уже отобрала лаборатории, в котор х будут проводит оп т над безопасн ми дл еловека дрожжев ми прионами. Здес надо имет в виду, то их обезвреживание не должно ограни иват с изменением конформа ии, а приводит к разр вам пептидн х св зей. Что касаетс бактерий и их спор, то пока лу им вариантом кажетс их истребление во врем длител ного возврата на Земл . Убит их можно действием откр того космоса: вакуумом, холодом, радиа ией и УФоблу ением. Главн м фактором среди пере исленного представл етс мо ное (зна ител но более сил ное, ем на Марсе) УФ-облу ение от Солн а. Дело

в том, то кака -никака атмосфера из разреженного СО2 на Марсе все же ест , она с едает аст УФ спектра ниже 200 нм, а в откр том космосе ул трафиолет куда более жесткий, до 100 нм. Марсоход стерилизу т перед в летом, но нол заражени — недостижима ел . На Персеверансе смогли довести об ее исло спор до 41 т с и по всем его поверхност м и до 300 т с в сумме на всех спускаем х об ектах. Оп т показ ва т, то марсианское облу ение за нескол ко минут умен ает коли ество земн х микроорганизмов на откр той поверхности на 99,999%. Нет такой жизни, основанной на нуклеинов х кислотах (ДНК, РНК), котора могла б в держат марсианский УФ дол е нескол ких асов. Ув , даже тон ай ий слой п ли укр вает от него. Совместное воздействие факторов подавлени жизни может усиливат ффект, но нужно прин т и конструктивн е мер , способству ие тому. Например, спор Bacillus subtilis 168 под УФ при 200 и нормал ном давлении довол но б стро тер т жизнеспособност , но при переносе оп тов в вакуум скорост их инактива ии возрастает в 10 раз. Однако холод косми еского пространства сил но ослабл ет тот синергети еский ффект. Вполне возможно, то придетс разработат и исп тат искусственн е исто ники УФ облу ени , а то и подогревани , затененн х лементов возвра аемого аппарата. Важну рол должна с грат длител ност преб вани обеззараживаем х поверхностей в неблагопри тн х дл жизни услови х. Это зна ит, то оста ийс на орбите Марса аппарат, полу ив драго енн й груз с поверхности, веро тно, должен будет е е полетат вокруг красной планет , прежде ем вернут с на родину. Пон тно, то перва така кспеди и едва ли станет последней и оп т обеззараживани будет накапливат с . Эти разработки, веро тно, не сразу понадоб тс дл исследовани облаков Венер , покр того л дом спутника Юпитера Европ (с ее возможно обитаем м подповерхностн м океаном), или Эн елада, спутника Сатурна, из которого в р ва тс гигантские водн е гейзер . Но дойдет и их о еред , и тогда марсианский оп т окажетс о ен полезн м.

В.М. Хуторецкий

Карты корональных дыр

н з и

ьн

ж и

и-

и , я и н ьн н «Химия и жизнь» 2020, 12 мн ь и и, и инии м ни н ян з ьи ян и ьн з и н и зм н н н нн з я ни м ни н ьи ия н з мн ня

из

и н н м из ии

ж ни

н и н м ь и н ь из ж ни , зм нн н ми н ями н ии, и н м н жи ь н ж , м ми

и, из

нн ж ния

и м

, ни ии я н м м им ни м н , м н н м м из и н н мин ии и н м и м из н и ин и ь ж и жии н м и ния н ьн м ь и нн ин мм

я инн

и н

з ь, н м жн им ни ь м н и ьз нн и мм н н ь ним и и и нн из ни н и « ь ним и н з я н ним и жим н

м м нии ь н ,н и н ин ь изи ь н и

нн

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

ваетс возможност массовой обработки архивов набл дений, и, что важно, делат то по един м стандартам», — рассказал Егор Илларионов. Учен е применили программу к снимкам на длине волн 19,3 нм, сделанн м Солнечной динамической обсерваторией НАСА в последние дес т лет. В резул тате по вилс каталог карт коронал н х д р, котор й в ложен в откр т й доступ. Сегодн учен е во многих лаборатори х мира разрабат ва т автоматические систем мониторинга и прогноза различн х факторов космической погод . Дл них нова модел представл ет особ й интерес, вед в вление коронал н х д р — то один из перв х тапов при моделировании распространени солнечного ветра. (The Astrophysical Journal 2020, 10 ноября)

ИИ и детекторы дипфейков

одной из интернет-лекций докладчик просит публику в брат из нескол ких в ступлений Обам документал н й, а не созданн й комп тером ролик. Зрител м все они кажутс хроникой, но на самом деле ролики поддел н е. Н нче, особенно в св зи с американскими в борами, в сети по вилис сотни подложн х видео, обозначаем х термином «дипфейк», то ест глубокий фейк. В позапрошлом номере м писали о том, что примерно в чет рех случа х из п ти даже осведомленн й зрител не в состо нии заподозрит видеообман («Хими и жизн » 2020, 11). Однако, дл его в влени уже создан специал н е программ -детектор , например, XceptionNet. Об чно они отслежива т лица персонажей и анализиру т их с помощ обученн х нейронн х сетей на предмет несоответствий. Например, известно, что дипфейки неестественно воспроизвод т моргание.

Однако и детектор можно обманут . Как то сделат рассказал Шахзин Хусейн из Калифорнийского университета в Сан-Диего на Международной конференции по комп терному зрени (WACV 2021), прошедшей онлайн 5—9 нвар 2021 года. Дл создани нераспознаваемого дипфейка он со своими коллегами испол зовал специал н е вставки в кажд й видеокадр. Они представл т сбой оригинал н е части кадров, слегка измененн е особ м алгоритмом. Об чно стандартн е операции сжати устран т небол шие изменени кадра, но авторам удалос обойти то ограничение. Резул тат поп ток обманут детектор тестировали при разн х данн х о модели его машинного обучени . При наличии полной информации о ее алгоритмах, измеренна кспериментаторами веро тност обмана составила 99% даже дл лучших детекторов, при неполном — умен шилас до 86%. Сжатие видео снижало ее на 10—15%. Как считает руководител работ , им удалос доказат , что принципиал но возможно обманут л бой детектор дипфейка. Исследователи предлага т противо дие, которое, как и следовало ожидат , состоит в тренировке детектора на разн х обманн х вставках. В докладе изложен основн е принцип и резул тат тестов, однако не обнародован сам комп терн й код, чтоб им не воспол зовалис злоум шленники. (Агентство «NewsWise», 8 февраля 2021 года)

Машина Рамануджана

атематические констант вроде отношени длин окружности к ее диаметру π, основани натурал ного логарифма e или золотого сечени φ естественн м образом возника т в задачах математики. Они встреча тс не тол ко в разн х

ее разделах, но и в других науках, испол зу щих ее з к. Знани об известн х и малоизвестн х широкой публике константах, а также соотношений между ними, учен е доб вали по крупицам в течение т с челетий. Частен ко их рождали не строгие теоретические в вод , а интуитивн е догадки. Сриниваса Рамануджан, родившийс в конце позапрошлого века в бедной сем е каст брахманов, поражал современников своими математическими озарени ми в теории чисел. Они позволили молодому индийскому бухгалтеру независимо сформулироват нескол ко известн х и неизвестн х до него резул татов, к примеру равенство Эйлера exp(iπ) = —1, где i — мнима единица. Поучившис и плодотворно поработав в Кембридже всего нескол ко лет, Сриниваса вернулс на родину и вскоре скончалс в возрасте Христа. Однако рассказ о его искл чител ной интуиции оста тс посом математики. Тол ко что именем Рамануджана названа комп терна программа; ее создала группа из вос ми студентов разн х факул тетов Израил ского технологического института (Технион) под руководством профессора Идо Крамера, глав лаборатории квантовой динамики лектронн х пучков. Эта программа с помощ ИИ реализует систематический подход к поиску соотношений между известн ми константами. Программа имитирует интуици математика и посредством в числител н х алгоритмов безо вс ких априорн х предположений получает гипотез о соотношени х между числами, Программа за нескол ко часов получила все формул дл числа π, откр т е Гауссом за сво жизн , а также д жину найденн х после него. Она также сгенерировала нескол ко прежде неизвестн х соотношений дл π, e, значений дзета — функции Римана и нескол ких более специал н х констант. Сам м интересн м резул татом профессор Каминер считает нов е алгебраические соотношени дл

асто встре а ейс в комбинаторике посто нной Каталана. Автор планиру т рас ирит свои в ислител н е подход и на другие области теорети еской математики и физики. Все интересу иес могут ознакомит с с тими алгоритмами на спе иал но созданном сайте RamanujanMachine.com. Здес можно также прин т у астие в доказател стве нов х гипотез. Е е до публика ии стат и ресурс посетили сотни интересуихс . У ен е наде тс , то некотор е из их гипотез окажутс верн ми и послужат отправн ми то ками дл доказател ства нов х математи еских теорем. (Nature, 590, 67, 4 февраля 2021 года)

Аномалии звездных каталогов

б ем астрономи еских данн х посто нно растут, искат об ект с необ н ми свойствами среди миллиардов едини н х набл дений становитс все сложнее. О евидно, нужн автомати еские инструмент их распознавани . Такие программ разрабат ва т астрофизики МГУ имени М.В. Ломоносова, у аствуие в проекте SNAD.space, посв енном применени ИИ дл поиска аномалий в разли н х астрономи еских базах данн х. Международна группа из п тнад ати исследователей под руководством нау ного сотрудника МГУ Константина Малан ева недавно опубликовала анализ трет его издани каталога переменн х звездн х исто ников Zwicky Transient Facility. С помо нескол ких алгоритмов ма инного обу ени ИИ у ен е провели поиск кандидатов в аномалии. Далее ксперт вру ну отфил тровали резул тат , после его астрофизики провели дополнител н е набл дени с помо телескопов Кавказской горной обсерватории МГУ. Всего ИИ

проанализировал 2,25 миллиона переменн х об ектов каталога, из котор х в делил 277 кандидатов в аномалии. Из них 23 об екта обнаружен вперв е, 66 оказалис уже известн ми, а бол а аст (188) — артефактами перви ной обработки изображений. Среди последних ест кур ез , например, однажд при иной провала в блеске звезд стал пролет между не и телескопом астероида Барселона. В каталоге автор обнаружили ет ре кандидата в сверхнов е звезд , ест ранее не классифиированн х затменн х, то ест затен их друг друга при обраении, двойн х звезд, другие необ н е светила. Также в влена возможна всп ка звезд типа красн й карлик и ркие голуб е переменн е звезд , котор е в скором времени могут взорват с как сверхнов е или гипернов е. Группа разработала спе иал н й интерфейс дл сопоставлени об ектов Zwicky с другими каталогами. Это облег ит работу других исследователей, а также поможет анализу гр ду их обзоров неба. К примеру, в 2022 году на нет работу LSST (Large Synoptic Survey Telescope — Бол ой обзорн й телескоп) с ироким полем зрени , котор й за но будет в дават около дес ти миллионов сооб ений о найденн х им об ектах. Исходн й код и резул тат работ , вкл а полн й список кандидатов в аномал н е звезд , а также препринт стат и в ложен в откр т й доступ. (Monthly Notice s of the Royal Astronomical Society, 6 февраля 2021 года)

Интеллект здания

США здани , в котор х прожива т л ди и наход тс у реждени , потребл т сорок про ентов валовой лектро нергии. Из нее ут мен е половин приходитс на систем обогрева, вентил ии и конди ионировани

воздуха. Метод комп терного управлени такими системами, предложенн е в США дл зданий самой разной конструк ии, позвол т снижат нергопотребление. Их применение сдержива т дорогое оборудование и его программное обеспе ение, однако прин ипиал на возможност су ественной кономии нергии сегодн о евидна всем. В на ей стране проблема кпд нергоснабжени зданий стоит е е более остро. Недавно команда трех у ен х под руководством Драгуна Враби из Тихоокеанской северо-западной на ионал ной лаборатории Министерства нергетики США обнародовала свой подход к управлени здани ми на основе ИИ. Дл оптимиза ии их нергопотоков они предложили прин ипиал но нову математи еску модел , котору можно обу ат на данн х конкретного здани . Программну модел можно будет применит к строени л бого типа, а у ет внутренних св зей его лементов снижает врем обу ени ИИ в сравнении с уже примен ем ми программами. Де ева и гибка модел способна у ест все н анс конструк ии и с кономит до половин нергозатрат. Программа позволит даже неспе иалисту разрабат ват и оптимизироват уже име иес нергосистем , не трат с на дополнител ное оборудование и софт. Команда обнародовала программн й код вместе с примерами его применений на известном сайте программ GitHub — дл всеоб его пол зовани . Текст теорети еской стат и, наход ейс на ре ензии в журнале «Proc. of the IEEE», можно найти в сети. Разработ ики надетс на иро ай ее применение нового подхода и продолжа т его совер енствоват . (Препринт arxiv:2004.11184)

В пуск подготовил Александр Гурьянов

«Хими и жизн », 2021,

2, www.hij.ru

Элемент №…

А. Мотыляев

Гадолиний: факты и фактики 14

Со времени открытия гадолиния Шарлем де Мориньяком прошло уж более 140 лет. Интересно, что этот элемент оказался первым, которому дали имя ученого — Иоганна Гадолина, члена-корреспондента Петербургской академии наук, а также академика Шведской и Ирландской королевских академий наук; он много сделал для изучения редких земель. Этот металл занял свое место в ряду лантаноидов. Давным-давно выяс-

ия Сергея Тюнина

нили, что он обладает сильнейшим ферромагнетизмом, его соли могут сильно охлаждаться при распаде магнитного порядка, а тепловые нейтроны прямо-таки притягиваются ядром гадолиния и охотно в него врезаются, физики называют это большим сечением захвата, и по его размеру у гадолиния нет соперников. Последний раз мы рассказывали про него в 1971 году. С тех пор в судьбе этого элемента случилось немало изменений.

Как именно открыли гадолиний? В энциклопедиях

эта история дана столь кратко, что полезно напомнить некоторые подробности. Швейцарец Шарль де Мариньяк, занимая кафедру химии в Женевской академии, довольно долго подозревал, что элемент дидим (историю про него см. в «Химии и жизни», 2013, 1), на открытие которого претендовал швед Карл Мозандер, никакой не элемент, а смесь. Эту мысль подтверждали французы Марк Делафонтен и Лекок де Буободран (прошу проверить). Работая в Париже, они выяснили: у разных образцов дидимовой земли (землями раньше называли оксиды элементов и их смеси) различаются спектры. И действительно, в 1879 году из дидима, выделенного из уральского минерала самарскита, они получили новый элемент — самарий. На следующий год Мариньяк отделил новую землю от дидимовой. В «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

На фото видно, что разные гадолиниевые препараты не в одинаковой степени подсвечивают один и тот же метастаз на последовательных сканах мозга пациента (ActaRadiol, 2009; 50(8):933—40)

Гадобутрол

Гадопентетатдимеглумин

1886-м году аналогичное вещество, но уже из минерала иттрия, получил де Буабодран. Он-то и назвал ее в честь Гадолина. А прославлен Гадолин тем, что, работая в Королевской академии Або (ныне Турку), открыл в 1793 году иттрий, чем фактически положил начало череде открытий редкоземельных элементов

Зачем гадолиний медикам? Он служит контрастным агентом при проведении томографии методом ядерного магнитного резонанса (последний раз мы подробно рассказывали о непростой истории метода в октябре 1987 года). Идею о том, что контрастным агентом может служить ион парамагнитного металла, впервые высказал в 1982 году Вал Рунге из Медицинской школы Университета Вандербильдта. На ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки он рассказал о своих опытах с ионами разных металлов, в частности гадолиния, который показал самую высокую эффективность. А вскоре исследовательская группа из немецкой компании «Schering AG» (ныне это часть компании «BayerHealthCare») во главе с Гансом Вайнманом разработала и коммерческое соединение — хелат гадолиния, который стал прототипом всех современных усилителей контраста для ЯМР-исследований человека. В это соединении ион гадолиния спрятан внутри обо16

лочки из органических молекул. В 1988-м гадолиниевые препараты разрешили применять в клинической практике, и с тех пор четверть всех исследований такого рода проводят, используя гадолиниевый усилитель контраста. Гадолиниевый препарат отлично справляется со своей работой, позволяя безопасно выявлять всевозможные нарушения кровообращения, нервной системы, фиксировать новообразования в мозгу, печени и других органах. Производство контрастных агентов быстро развивается, к ним пришивают молекулы, способные связываться с клетками определенных типов и ярко высвечивать точно выбранные ткани. Более того, в 2017 году дело дошло уже до получения цветных сканов ЯМР, когда используют два контрастных агента, различающихся по своему свечению: они высвечивают соответственно больную и здоровую ткани. Ежегодно в мире с использованием таких препаратов проводят десятки миллионов томографических исследований. Более того, гадолиний способен послужить и средством борьбы: если сосредоточить его в опухоли, то ее можно не только увидеть на ЯМР-сканах, но и, точно наведя нейтронный пучок на цель, уничтожить. Правда, пока что дальше разговоров и отдельных экспериментов дело с гадолиниевой нейтрон-захватной терапией не идет.

Что мешает гадолинию стать средством от рака?

Сначала о том, что ему помогает. Изотоп гадолиний-157 обладает самым большим сечением захвата нейтронов среди всех химических элементов; оно составляет 254 000 барн, тогда как у конкурента по нейтрон-захватной терапии, бора-10, всего 3837 барн (один барн — это примерно площадь сечения атомного ядра, то есть гадолиний собирает нейтроны с площади в сотни тысяч раз большей, чем занимает его ядро). Получается, что при использовании гадолиния плотность терапевтического пучка нейтронов может быть в сотни раз меньше, чем при использовании бора. Более того, при поглощении нейтрона гадолиний-157 не становится радиоактивным, потому что значительная доля полученной ядром энергии рассеивается в результате испускания электронов с внутренних оболочек атома. И это очень хорошо: такие электроны далеко не улетают, но тормозятся в соседних клетках и убивают их. Однако до сих пор не удается сконцентрировать такой поглотитель нейтронов в опухоли и удерживать его там необходимое время: процедура облучения занимает несколько часов. В принципе, гадолиний в опухолях собирается, ведь они насыщены кровью, но должной концентрации достичь не удается. Повысить концентрацию именно гадолиния можно, используя его сильные магнитные свойства, например — ввести его в форме наночастиц и собрать их в нужном месте магнитом, но пока прогресса и тут нет. Другой способ — поместить препарат гадолиния в липосому, на поверхности которой пришиты молекулы, способные присоединяться к целевой клетке; такую работу ведут для лучшего выявления опухолей ЯМР-методами. Если в будущем проблему концентрирования гадолиния удастся решить, в руках медиков окажется мощный метод, гораздо более безопасный, чем применение радиоактивных или химических препаратов. Впрочем, сейчас есть лишь отдельные клинические испытания нейтрон-захватной терапии с использованием не гадолиния, а бора: все-таки это не самый дешевый метод, он требует использования атомных реакторов или ускорителей. У нас такие опыты ставят в МИФИ и новосибирском Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера, а дальше всех продвинулись в Финляндии, где в госпитале Мейлахти в 2019 году заработал специализированный ускоритель именно для нужд нейтронной терапии. Впрочем, в марте 2021 года М.В. Мишустин во время поездки в Новосибирск пообещал выделить почти миллиард рублей на обустройство отечественного центра нейтрон-захватной терапии.

Почему гадолиниевые препараты привлекли внимание защитников окружающей среды? Дело

в том, что объемы применения гадолиниевого контраста огромны. Казалось бы, доза, получаемая пациентом при одном исследовании, ничтожна — миллиграммы на килограмм веса. При нормальной работе почек эта порция через несколько десятков минут выходит из организма естественным путем. И оказывается в канализации. А из

нее гадолиний поступает в водоемы, ведь очистные сооружения не освобождают сточные воды от неорганических ионов. Так вот, объем использования медицинского ЯМР в развитых странах огромен: у лидера, ФРГ, за год проводят более 145 исследований на тысячу жителей; более 100 исследований проводят в США, Франции, Исландии, Японии. А всего за тридцать лет, с 1988 по 2018 год, в людей ввели, а затем из них вышло 460 млн доз гадолиниевых препаратов. По оценкам специалистов, сейчас таким путем каждый год в сточные воды ЕС попадает 19 тонн гадолиния, а США — 21 тонна. Этот гадолиний находят не только в стоке крупных городов, но и в сельской местности, ведь сельские жители тоже проходят ЯМР-обследования и после сеанса привозят гадолиний к себе домой.

Чем опасен гадолиний? Тем, что в ионной форме он весьма ядовит. Его ионный радиус почти такой же, как у кальция, а химическая активность выше, ведь у гадолиния на один валентный электрон больше, чем у кальция. В результате гадолиний замещает кальций, и ладно бы только в костях — он это делает еще и в жизненно важных кальциевых ферментах, тем самым нарушая их работу. Эти неприятные свойства гадолиния были очевидны химикам, именно поэтому Вайнман заключил его опасный ион в прочную инертную оболочкуиз органических молекул и оставил лишь одно отверстие, в котором каждые несколько наносекунд сменяются все новые и новые молекулы воды. Ион гадолиния взаимодействует с их протонами, в результате чего и увеличивается яркость ЯМР-изображения. Считается, что гадолиниевый усилитель контраста очень стабилен и покидает человеческий организм без изменений. Однако в окружающейсреде он, несомненно, будет распадаться хотя бы под действием ультрафиолета. Как влияет гадолиниевое загрязнение на обитателей водоемов и влияет ли вообще при достигнутом уровне, доподлинно неизвестно, однако сам факт загрязнения защитников природы уже волнует. В чем состоит интрига с гадолиниевым контрастом? Уже в начале XХI века в связи с использованием

гадолиния начала разворачиваться почти детективная история. После изобретения гадолиниевого контрастного агента долгое время считали, что в организме человека он абсолютно стабилен и никаких ионов из себя не выпускает. Но вот в 2006 году Томас Гробнер из больницы в Винер-Нойштадте, что в Нижней Австрии, решил разобраться с редким заболеванием — нефрогенным системным фиброзом. С 1997 года его стали изредка замечать у людей с серьезными нарушениями в работе почек. Внешне болезнь проявляется как потемнение и утолщение участков кожи, прежде всего вокруг суставов. Однако кожей дело не ограничивается: аналогичные изменения захватывают и оболочки на внутренних органах. В 2006 году было известно 170, а сегодня уже 279 случаев этой болезни, которую от безысходности ме«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

дики назвали идиопатической, то есть происходящей сама по себе. В своей клинике доктор Гробнер обследовал девять пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности и подметил закономерность — у пятерых из них фиброз развился спустя 2—4 недели после ЯМР-исследования с гадолиниевым контрастом, кровь же была более закислена, чем у остальных четырех, свободных от фиброза. И причина стала понятна: виноват ион гадолиния, освободившийся из контрастного препарата. В норме препарат выходит быстро, за полтора часа, а при отказавших почках задерживается на несколько дней, и, видимо, запаса прочности у него не хватает. Однако даже освободившись, ион гадолиния не должен долго жить на свободе: он быстро переходит в нерастворимую форму, связавшись с фосфатами и карбонатами крови, отложится на костях либо в кровеносных сосудах. А вот если кислотность повышена, то и растворимость иона гадолиния оказывается больше. Вмешавшись в работу ферментов, он, вероятно, и вызывает болезнь. Регулирующие органы США и ЕС провели расследование и пришли к выводу: да, некоторые формы препарата могут быть недостаточно стабильными. Поэтому при обследовании пациентов с больными почками не надо усердствовать с гадолиниевым контрастом, а если уж его применять, то следует использовать наиболее стабильные соединения. Однако это были лишь первые раскаты грома. В принципе, еще до Гробнера, в 2004 году, американцы Уэндел, Крисса и Эндрю Гибби из Ривервудского центра диагностики наблюдали повышенное содержание гадолиния в костях людей, которым удалили бедренный сустав, а до того делали ЯМР-томографию. Аномалия составила до одного миллиграмма на килограмм костей. И вот после работы Гробнера такие результаты посыпались как из рога изобилия, и было установлено, что гадолиний действительно накапливается в костях. Это нехорошо, ведь материал костей постоянно обновляется, и, значит, скопившийся там гадолиний рано или поздно освободится, попадет в кровь и, если он будет в ионной форме, натворит бед. Впрочем, какого-то влияния этого фактора на здоровье замечено не было; возможно, в костях оказывался не свободный ион гадолиния, а в виде своего соединения. В 2010 году обнаружили еще один склад гадолиния: Дэниэл Ся с коллегами из Медицинского университета

Фото: Reidar Hahn, Fermilab

Вода с добавками гадолиния пригодится не только для выявления нарушителей запрета на ядерное оружие. Ее теперь используют во многих нейтринных экспериментах, например в детекторе ускорительных нейтрино, который запустили в январе 2020 г. в Лаборатории им. Э. Ферми. На фото — блок фотоумножителей, внутрь которого установят детектор с 25-ю кубометрами гадолиниевой воды

штата Нью-Йорк проанализировал опухоли мозга из университетской коллекции и нашел в некоторых из них отложения фосфата кальция, в которых присутствовал гадолиний. Впрочем, вопрос, заместил ли гадолиний кальций в отложениях или спровоцировал их, остался открытым. После этого гадолиний стали тщательно искать в мозгах пациентов и нашли: у тех, кто проходил ЯМР-обследование, даже спустя годы наблюдалось гадолиниевое усиление контраста в двух областях мозга, отвечающих за координацию движений. Получается, гадолиний надолго там застревает, и чем больше было таких исследований у пациента, тем больше оставалось гадолиния. Причем проблемы с почками у пациентов отсутствовали, поэтому на медленное выведение препарата свалить проблему не получилось. Опять последовало разбирательство, и в 2017 году появилась рекомендация отказаться от использования одной из групп гадолиниевых препаратов. После этого следы гадолиния в мозге находить перестали.

Сколь опасно накопление гадолиния в мозге?

Точного ответа на этот вопрос нет, хотя исследования самочувствия пациентов в первые три месяца после проведения ЯМР были: некоторые пациенты жаловались на боль, изменения кожи и замутненность сознания. Все

это невозможно связать с теми областями мозга, где наблюдали накопление гадолиния. Выходит, что гадолиний на работе мозга никак не сказывается. Впрочем, в научной печати идет бурная дискуссия на эту тему.

Поможет ли гадолиний создать холодильник без компрессора? В 1996 году Виталий Пекарский,

работая в Эймсовской лаборатории Минэнерго США (она со времен войны специализируется на редкоземельных элементах, в том числе уране), обнаружил, что у интерметаллида Gd5(Si2Ge2) наблюдается гигантский магнитокалорический эффект, причем при комнатной температуре (сам эффект при температурах около абсолютного нуля был открыт в начале XX века). Суть эффекта в том, что при разрушении магнитного порядка в этом веществе его температура заметно падает. А разрушается порядок при исчезновении внешнего магнитного поля. На этом явлении можно построить холодильный цикл, однако до сих пор никто не смог этого сделать. Многие крупные электротехнические компании, вроде «GeneralElectric», не раз объявляли об успехе, научно-популярные издания подхватывали эти новости, суля холодильную революцию, но успехи так и остались скорее виртуальными. Более того, к 2017 году во Франции даже обещали наладить массовое производство таких холодильников и успешно потратили на эти цели грант Еврокомисси в полтора миллиона евро, однако проект благополучно закрылся, оставив несколько следов в Интернете, которые вскоре исчезнут. Неприятности изобретателям доставляют как сама конструкция холодильника, так и свойства материалов: самый лучший материал, гадолиниевый германосилицид, очень дорог, да еще и хрупок, а магнитокалорические соединения марганца или никеля не обладают должной эффективностью. Положение неплохо описал Виталий Пекарский на открытии в феврале 2020 года в Эймсовской лаборатории стенда для испытаний магнитокалорических материалов: «Мы всегда были на острие игры с материалами для этой технологии, однако со временем мы поняли: единственное, что действительно мешает добраться до стадии внедрения, это разрыв между открытием материалов и разработкой системы охлаждения. Исследования в этих двух областях должны идти рука об руку, чтобы быть успешными. Теперь у нас есть необходимое оборудование». А стоит ли овчинка выделки? Есть мнение, что да: твердотельный холодильник по меньшей мере на 20% эффективнее имеющихся, и с его помощью проще использовать низкопотенциальное тепло земли для нагрева и охлаждения зданий. То есть бороться с глобальным потеплением.

с делением урана, образуется много антинейтрино. Изучая их поток, а также распределение по энергиям, можно определить, что происходит в реакторе. Это полезно знать и для оперативной диагностики, и для выявления фактов нецелевого использования АЭС: производства оружейного плутония. Чтобы поймать антинейтрино, в детектор наливают большой объем жидкости, содержащей много протонов, — воду или какое-либо органическое соединение. Антинейтрино, попав в протон, превращает его в позитрон и нейтрон, которые разлетаются в разные стороны с огромными скоростями. Позитрон сразу же порождает излучение Вавилова — Черенкова, которое фиксируют фотодетекторы. А для поимки нейтрона в жидкость как раз и добавляют гадолиний. Его атом, словив нейтрон, как мы уже знаем, выбрасывает электроны: они порождают вторую вспышку черенковского излучения. Наличие двух вспышек, разделенных определенным интервалом времени, свидетельствует: антинейтрино зафиксировано. На этом принципе сейчас разрабатывают несколько детекторов. Отечественный, iDream (industrial Detector for Reactor Antineutrino Monitoring, промышленный детектор для мониторинга антинейтрино), создают с конца прошлого века НИИ ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова и Курчатовский институт. Его размер будет небольшим, один кубометр, и он предназначен для размещения на территории АЭС. В 2020 году в МИФИ провели лабораторные испытания детектора; а по планам «Росатома» в 2021 году его установят на Калининской АЭС. Американо-британский детектор WATCHMAN (WATer Cherenkov Monitor of Antineutrinos, водный черенковский монитор антинейтрино) гораздо массивнее. Только его прототип, который делают с 2018 года, имеет вид цилиндра диаметром и высотой в 15 метров и вмещает 3,5 тонны воды. Его установят в соляной шахте Булби в Англии, и он станет следить за работой двух реакторов на расстоянии в 25 километров. А рабочий детектор сумеет проверять соблюдение режима нераспространения ядерного оружия с расстояния в сотни километров. Не совсем понятно, как такой детектор определит местоположение реактора, занятого нелегальным изготовлением оружейного плутония, но, видимо, развитие техники измерений позволит решить эту задачу, и никакая противоправная деятельность не укроется от недреманного ока. А романтики надеются, что повторится давняя история, когда попытка космического мониторинга ядерных испытаний по гамма-активности привела к открытию удивительного и грозного явления — космических гамма-всплесков.

Как гадолиний поможет искать нелегальные производства ядерного оружия? Так же, как и лечить

рак — за счет уникально большого сечения захвата нейтронов. Нет, создаваемые детекторы не станут ловить нейтроны от подпольного ядерного реактора. Все гораздо интереснее. При ядерных реакциях, связанных «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Вещи и вещества

Кандидат физико-математических наук

А.Г. Квашнин Сколковский институт науки и технологий

Кто победит победит? 20

Человек постоянно имеет дело с различными материалами и обрабатывает их, в том числе режет и шлифует. Чтобы резать какой-то материал, нужно вещество, которое тверже его. Именно поэтому в технике и физике так велик интерес к твердым и сверхтвердым материалам. Причем не просто твердым, а способным сохранять свои свойства при высоких температурах, поскольку при резании все нагревается — и то, что режут, и то, чем режут.

Сверхтвердые за работой В физике и технике твердостью называют способность материала сопротивляться внедрению в него более твердого тела, индентора. Сегодня существует довольно много способов экспериментального измерения твердости. Наиболее распространенные методы — Бриннеля, Роквелла, Виккерса. Они отличаются друг от друга формой индентора и силой, с которой он давит на материал при измерении. В методе Бриннеля индентор — это шарик из твердого сплава, в методе Роквелла — шарик или конус из твердого сплава, а в методе Виккерса — четырехгранная алмазная пирамидка. Материал, к которому необходимо будет приложить большую нагрузку, чтобы вдавить индентор на одинаковую глубину, будет считаться самым твердым. В этой статье под твердостью подразумевается твердость по Виккерсу, ее вычисляют делением нагрузки на площадь отпечатка и измеряют в мега- или гигапаскалях (106 или 109 Па соответственно). Сверхтвердыми материалами называют вещества, у которых твердость по Виккерсу более 40 ГПа. Самый твердый из монокристаллов — алмаз, по разным оценкам он имеет твердость от 60 до 120 ГПа. Разброс значений — следствие анизотропии, то есть различия свойств в зависимости от направления, и погрешности измерений. Ни одно из известных монокристаллических веществ не превосходит алмаз по твердости. Следующим за алмазом по твердости идут кубический нитрид бора (c-BN) и карбид бора (B4C) с твердостью около 60 и 50 ГПа соответственно. Помимо алмаза, нитрида и карбида бора, другой обширный класс перспективных твердых и потенциально сверхтвердых материалов составляют бориды, нитриды и карбиды некоторых переходных металлов, например, хрома, вольфрама, рения, титана. Кри-

сталлические структуры наиболее используемых и наиболее твердых материалов из этого класса показаны на рисунке. Их твердость — от 30 до 50 ГПа, самый известный — монокарбид вольфрама (WC), его твердость около 30 ГПа. Хотя твердость боридов, карбидов и нитридов переходных металлов в несколько раз меньше твердости алмаза, их активно используют во многих областях промышленности — они дешевле, химически- и термостойки. Для сравнения: твердость стекла, покрывающего смартфоны, около 6 ГПа, нержавеющей стали – около 5 ГПа, стеклокерамической варочной панели — 15 ГПа. Обрабатывающая и добывающая промышленность — основные потребители сверхтвердых материалов. Ими покрывают рабочие поверхности режущего инструмента, например, делают алмазное напыление на сверло. Такой инструмент режет материалы более твердые, чем основной материал самого инструмента. Однако долго сверлить им железо все же не удастся. Во время работы сверло разогревается, и алмазный углерод начинает диффундировать в железо, алмазный слой исчезает. Скорость этого процесса, естественно, зависит от температуры инструмента. Есть инструменты, на поверхность которых нанесена мелкая крошка сверхтвердого материала; так сделаны, например, «алмазные» диски – они прекрас-

Кристаллические структуры известных твердых и сверхтвердых веществ: алмаз, кубический нитрид бора (c-BN), карбид бора (B4C), карбид вольфрама (WC), нитрид титана (TiN), диборид титана (TiB2) и тетраборид хрома (CrB4). Атомы углерода и титана обозначены серым цветом, атомы бора и вольфрама — белые, азота и хрома — черные

c-BN

TiN

Diamond

TiB2

CrB4

B 4C

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

но режут керамику и стекло. Бывает, что в инструмент, будь то буровые долота, сверла и резцы, делают вставки из сверхтвердых материалов, а бывает, что и весь инструмент сделан из так называемого твердого сплава. Например, популярны твердосплавные резцы со вставками из карбида вольфрама (WC), точнее — композита карбида вольфрама с кобальтом. Этот материал изобрели в середине 20-х годов прошлого века в Германии, позже в СССР была освоена иная технология его изготовления и несколько изменен состав. Есть свидетельства, что его уже тогда назвали «победит», хотя в Интернете есть и другие версии. Сейчас твердыми сплавами называют всю группу сверхтвердых композитов на основе карбидов, и они применяются очень широко.

История победита Более 60 лет сплавы на основе карбидов были главными героями в металлообработке и добывающей промышленности. Почему же за это время не нашлось материала лучше, хотя потребность в нем была? Причем заметим, что создание лучших твердых материалов не только позволило бы ускорить обработку деталей. Такие материалы требовались для поиска полезных ископаемых — поиск и освоение новых труднодоступных месторождений приводит к более быстрому износу оборудования, к более частым заменам режущего инструмента, добыча становится дороже. Эффективность победита, которая позволила ему так долго оставаться лучшим, определяется не только твердостью, ведь алмаз в три-четыре раза тверже. Для производства карбида вольфрама требуется спекать порошки вольфрама и углерода при высоких температурах, победит получают, спекая порошки карбида вольфрама и кобальта. Эти процессы просты и довольно дешевы, чего не скажешь о производстве алмазов или нитрида бора, где требуются высокие давления. Поэтому новый материал надо искать среди боридов, карбидов и нитридов переходных металлов, которые могли бы оказаться лучше карбида вольфрама и были бы не слишком дороги. Новые сверхтвердые материалы ищут давно, и делают это, как говорится, эмпирически. Спекают разные вещества, меняя дисперсность порошков, температуру, давление и время спекания, потом пытаются определить кристаллическую структуру и измеряют физические свойства. Среди множества изготовленных образцов с некоторой долей вероятности может быть найден необходимый материал. Такой поиск дорог и длителен.

С начала 2000-х годов начали быстро развиваться численные методы предсказания кристаллических структур и физических свойств соединений. Сейчас эти методы достигли стадии зрелости и продолжают развиваться с участием искусственного интеллекта. Наиболее популярные программы для предсказания кристаллических структур — USPEX (эволюционный алгоритм), CALYPSO (метод роя частиц) и AIRSS (поиск случайной структуры из первых принципов). Правда, для них нужны суперкомпьютеры и вычислительные кластеры, но в итоге они оказываются полезными для практики — экономят силы исследователей. Именно этим способом и стали исследовать систему бор– вольфрам, в которой оставалось много загадок, хотя ее изучали уже полвека.

Загадки тетраборида вольфрама Впервые о синтезе соединений на основе бора и вольфрама сообщил шведский химик Роланд Кисслинг в 1947 году. Через 15 лет были получены первые фазовые диаграммы в координатах «состав–температура». С тех пор систему W–B неоднократно исследовали, сегодня науке известны пять боридов вольфрама: W2B, две фазы WB (α и β), WB2 и WB4. Исследователи выяснили, что у соединений вольфрама и бора есть широкая область гомогенности — то есть области составов, когда существуют нестехиометричные соединения с одинаковым типом кристаллической структуры. Что ему свойствен полисоматизм, когда в одной структуре есть участки другой структуры. Кристаллические структуры анализировали рентгеноструктурными методами, но тут есть неприятная особенность. В случае боридов металлов такой анализ не может дать информацию о точном расположении и количестве атомов бора в соединении. Бор намного легче вольфрама, и слабые

рефлексы от бора незаметны на фоне сильных пиков от атомов вольфрама. Поэтому данные о кристаллической структуре высшего борида вольфрама — WB4 были недостаточно надежны. Высшие бориды вольфрама впервые получили А. Чретьен и Ж. Хелькорски в 1961 году. Состав этого материала был определен как WB4. Рентгеноструктурные исследования кристаллической структуры показали, что соединение имеет тетрагональную решетку. Его первую структурную модель предложили американские ученые П.А. Романс и М.П. Круг в 1966 году. В своих построениях они опирались на анализ спектров рентгеновской дифракции синтезированных образцов. Они предположили, что неизвестный высший борид имеет состав WB4 и гексагональную слоистую структуру, где вместо части атомов вольфрама располагаются димеры бора (борные гантели). Чуть позднее, в 1967 году, немецкие ученые во главе с Х. Новотны предположили, что это соединение имеет состав не WB4, а W2-xB9. То есть, как видно из предложенной ими формулы, стехиометрия считалась нарушенной — некоторое количество атомов вольфрама отсутствовало на своих местах, что приводило к неупорядоченной кристаллической структуре высшего борида вольфрама. Отличие от модели Романса и Круга состояло в том, что на месте гантелей бора располагались борные октаэдры, восьмигранники, в шести вершинах которых находится бор. По сравнению со структурой Романса и Круга, в данной структуре отсутствовала половина слоев бора. В 1973 году появилась еще одна модель этого же соединения. Шведские химики Т. Лундстром и И. Росенберг, работавшие в том же университете, что и Роланд Кисслинг, впервые синтезировавший это вещество, предположили, что оно имеет состав W1-xB3. Они предложили самую простую структуру, которая

Предлагаемые структурные модели а) Романса и Круга, б) Новотны, в) Лундстрома и Росенберга, г) Леха. Светло-серые атомы бора, серые — вольфрама. Белые секторы на атомах вольфрама (б, в) и атомах бора (г) обозначают вероятность нахождения атома в данном положении. Чем больше белый сектор, тем меньше вероятность того, что атом будет находиться в этом положении. Так возникает разупорядоченность структуры

состояла из гексагональных графеноподобных слоев бора, расположенных между слоями вольфрама. При этом, как и в предыдущей модели Новотны, часть атомов вольфрама отсутствовала. Чем больше показанный на рисунке белый сектор, тем меньше вероятность того, что атом будет находиться в этом положении. Если заселенность атома вольфрама равна 0,5, то это означает не то, что в данном положении находится половина атома, а что в данном положении будет находиться атом вольфрама с вероятностью 50%. Если рассмотреть два соседних положения этого атома вольфрама, то в одном положении атом, скорее всего, будет присутствовать, а в соседнем его не будет. Частичная заселенность атомных положений говорит о разупорядоченности кристаллической структуры и об увеличении содержания бора за счет уменьшения количества вольфрама. К аналогичным выводам пришли ученые из Вены, И. Зерингер с соавторами, на основании своих рентгеноструктурных исследований в 2014 году. За почти 60 лет накопилось большое количество рентгеновских данных о структуре высшего борида вольфрама, однако его кристаллическая структура так и не была окончательно расшифрована. По разным версиям, он имел гексагональную структуру и состав WB4, W2-xB9, или W1-xB3. Определение состава «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

традиционными химическими методами в данном случае было невозможно — при спекании используют смесь порошков с избыточным содержанием бора. После спекания часть бора остается в образце в виде аморфной фазы, поэтому анализ химического состава покажет завышенную концентрацию бора. В 2015 году американский химик А. Лех с соавторами провел новое исследование и предложил структурную модель, в которой борид вольфрама имеет состав WB4,2. Это следовало из данных о дифракции нейтронов. Тепловые нейтроны взаимодействуют с атомными ядрами бора, в отличие от рентгеновских лучей, рассеяние которых происходит на электронных облаках. Поэтому во втором случае на спектрах мы видим только электронно-плотные атомы вольфрама, в первом — атомы бора. Модель Леха похожа на модель Лундстрома и Розенберга или модель Зерингера. Однако на месте борных гантелей (модель Романса и Круга) или октаэдров бора (модель Новотны) располагаются треугольники из атомов бора. Исследования с использованием дифракции нейтронов позволили получить новые, ранее неизвестные данные о структуре этого материала. Причем в данной модели часть атомов вольфрама и часть треугольников бора могут отсутствовать в своих положениях, а в некоторых случаях треугольник бора может замещать атом вольфрама. Несмотря на значительный успех в распознании структуры высшего борида вольфрама, модель Леха является усредненной — как и все предыдущие модели, построенные на основе рентгеноструктурного анализа. Локальная же структура остается неизвестной. То есть мы не знаем, как меняется локальное окружение атома вольфрама в случае его отсутствия или в случае присутствия вместо него треугольника бора. Получить информацию о положении отдельных атомов эти методы не могут.

В игру вступают теоретики В 2018 году А.Г. Квашнин с коллегами провел комплексное теоретическое исследование системы W–B с помощью эволюционного поиска стабильных кристаллических структур. Компьютерная программа правильно предсказала все экспериментально известные соединения вольфрама с бором, однако состав стабильного высшего борида вольфрама оказался не WB4 и не один из ранее предложенных, а WB5 — пентаборид вольфрама. Кристаллическая структура этого WB5 была похожа на модель А. Леха — в ней тоже есть треугольники бора, расположенные вместо части атомов вольфрама. Но кристаллическая структура имеет не гексагональную симметрию, она ромбическая и не разупорядоченная — борные треугольники располагаются в строго определенных положениях. Таким образом, впервые была предсказана структура пентаборида вольфрама, которая потенциально может стать ответом на вопрос о структуре и составе высшего борида вольфрама.

Впрочем, смоделированный спектр рентгеновской дифракции WB 5 имел дополнительные пики малой интенсивности по сравнению со спектрами, полученными в работе А. Леха. Поэтому необходимо было экспериментально доказать, что высший борид вольфрама — именно пентаборид. Надо было поставить точку в расшифровке кристаллической структуры высшего борида вольфрама, и в 2020 году мы провели комплексное экспериментально-теоретическое исследование совместно с Институтом физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН и компании «Газпромнефть НТЦ». Образцы высшего борида вольфрама синтезировали методом высокотемпературного прессования порошков вольфрама и бора микрометрового размера. Основываясь на снятых дифрактограммах полученных образцов, мы строили модели данного материала, и они свидетельствовали о разупорядоченной структуре, а состав соединений мог варьировать от WB4,18 до WB4,86. Наша модель основывалась на структуре WB5, но в результате уточнения структуры WB5 уменьшилось количество бора в этом материале с WB5 до WB4,2. Большую роль в понимании кристаллической структуры сыграло компьютерное моделирование, с помощью которого мы построили десятки локальных структур, отличающихся между собой количеством, расположением и ориентацией борных треугольников. Самым термодинамически стабильным при нормальных условиях оказался WB4,2. Смоделированные спектры рентгеновской дифракции для всех рассмотренных локальных структур совпали с соответствующими экспериментальными данными. Чтобы указать на нестехиометричность и разупорядоченность этого материала, мы обозначили его как WB5-x, где x изменяется в интервале от 0 до 0,8. Таким обозначением подчеркивается, что основной структурный мотив этого соединения — WB5. С момента первого синтеза высшего борида вольфрама прошло 73 года, и все это время исследователи пытались понять, каково же строение этого материала. Данные рентгеноструктурного анализа говорили о структуре WB 4, дифракция нейтронов — о WB 4,2. Однако современные методы компьютерного моделирования позволили определить не только усредненную структуру этого соединения, но и локальную, которая близка к предсказанному ранее пентабориду вольфрама WB5. Теперь не составило труда предсказать его свойства, в первую очередь – твердость. Теория давала твердость 45 ГПа, что на 30% больше, чем у победита, а эксперимент показал, что она равна 40 ГПа. Оказалось, что новый материал остается стабильным при нагреве до 1000°C, в то время как победит при температуре выше 800°C начинает быстро окисляться. Так что замена победиту есть — лучший материал найден. И когда он будет внедрен в практику, жизнь тех, кто режет металл и сверлит Землю, станет легче.

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

Портреты

С.В. Багоцкий

Август Шлейхер: инизм и ин и и Девятнадцатого февраля 2021 года исполнилось 200 лет со дня рождения Августа Шлейхера (1821—1868) — человека, который начал изучать эволюцию языков привнеся в лингвистику принципы естественных наук.

Август Шлейхер (1821—1868) называл языки «образованными из звуковой материи природными организмами»

Полиглот и путешественник Август Шлейхер родился в немецком городе Майнингеме в семье врача. Уже в гимназические годы у него сформировались два, казалось бы, несовместимых друг с другом увлечения: ботаника и языки. При этом первым учеником в гимназии Шлейхер не был, поскольку не проявлял должного рвения к изучению предметов, которые были ему малоинтересны. После окончания гимназии Шлейхер поступил на богословский факультет Лейпцигского университета. Окончив первый семестр, разочаровался и перешел в Тюбингенский университет, из которого вскоре тоже ушел. В конце концов метания Шлейхера закончились на философском факультете Боннского университета, который он окончил в 1846 году. Блестящие способности к языкам у Августа Шлейхера проявились рано. В гимназии он изучал латинский, греческий и еврейский языки, интересуясь также китайским и санскритом; в Лейпциге — арабский язык; в Бонне — германскую филологию, снова санскрит и арабский. Любимым его преподавателем в Боннском университете был Фридрих Ричль (1806—1876), выдающийся исследователь истории латинского языка. Шлейхер стал одним из самых активных участников научного семинара Ричля и выполнил у него докторскую диссертацию (примерный современный аналог — кандидатская).

В 1848 году Август Шлейхер вернулся в Зоннеберг, где жила его семья. В Боннском университете он познакомился с другим необычным студентом — Георгом Саксен-Гильдбурггаузенским (1826—1914), будущим Георгом II, предпоследним герцогом Саксен-Мейнингенским. Молодой аристократ не только предложил талантливому ученому свою дружбу, но и назначил ему щедрую стипендию. С этими деньгами Шлейхер отправился путешествовать, с 1848 по 1850 годы он проводил длительные исследования в Париже, Лондоне, Вене. Из-за границы писал корреспонденции для немецких газет, чтобы заработать немного денег. Но эти корреспонденции надолго осложнили ему жизнь. В своих репортажах — например, о революции 1848 года во Франции, — он проявил симпатию к либерально-демократической фракции Франкфуртского национального собрания (первого общегерманского парламента). После этого полиция Австрийской империи взяла его под наблюдение. В том же 1848 году, сразу после университета, Шлейхер опубликовал свою первую крупную работу по языкознанию. Ее замысел поражал воображение: автор попытался проанализировать и выявить общие тенденции в эволюционном изменении некоторых звуков в большом числе достаточно далеких друг от друга языков (греческий, санскрит, древнеперсид«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

ский, латинский, готский, литовский, ирландский, венгерский, монгольский, тибетский, китайский и некоторые другие). Эта работа, вторая часть которой была опубликована в 1850 году, создала Шлейхеру имя в научном мире. В 1850 году ему предложил должность профессора Пражский университет (Чехия в то время была частью Австрийской империи). Шлейхер отправился в Прагу и быстро освоил чешский язык. Исследования древнейших памятников славянской письменности привели его к созданию «Теории форм церковнославянского языка» (1852) — само понятие «церковнославянский язык» именно в этой работе появляется впервые. Позднее он станет иностранным членомкорреспондентом Российской академии наук и начнет работу над несколькими трудами по славянским и балтийским языкам, но ранняя смерть помешает ему закончить их. Следующим объектом интересов Шлейхера стал литовский язык — среди прибалтийских языков он выделяется архаичными чертами и считается более близким к их общему предку, чем другие. В нем прослеживается и еще более древняя лексика — индоевропейского происхождения. В 1852 году Шлейхер получил стипендию Венской академии наук и отправился в Восточную Пруссию для исследований литовского языка. Там он пробыл полгода — и научился бегло разговаривать на литовском. Из-за преследований полиции, а также, возможно, из-за ухудшения здоровья в 1856 году Август Шлейхер возвращается в Зоннеберг. На родине он продолжает полевые исследования и впервые описывает местный ицгрюндский диалект немецкого языка, который до сих пор увлекает лингвистов. В 1857 году Августу Шлейхеру предложил место профессора философский факультет Йенского университета. С этим назначением он связывал большие надежды, но консервативность местной профессуры произвела на него отталкивающее впечатление. «Йена — большое болото, и я лягушка в нем», — говорил он. И научные, и политические взгляды Шлейхера вынуждали его к одиночеству. Однако именно в Йене он близко сошелся с Эрнстом Геккелем (1834—1919), великим немецким натуралистом и философом. С 1861 года между Шлейхером и Геккелем установились дружеские отношения. С ним Шлейхер мог разговаривать о том, что волновало его как лингвиста, — об эволюции.

Живой язык Чтобы читатель смог уяснить смысл работ Шлейхера, следует рассказать кое-что из истории лингвистики. Уже в XVII веке мыслители отмечали черты сходства между некоторыми языками, на первый взгляд далекими друг от друга. На рубеже XVII и XVIII веков Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646—1716) высказал предположение, что это сходство обусловлено происхождением одних языков от других. В 1786 году

британский филолог сэр Уильям Джонс (1746—1794) обратил внимание на сходство английского и немецкого языков с санскритом и высказал мнение об их общем происхождении. В 1813 году к сходному выводу пришел английский физик, врач и лингвист Томас Юнг (1773—1829), который ввел термин «индоевропейские языки». Справедливость этого вывода была окончательно доказана в работе немецкого лингвиста, основателя сравнительного языкознания Франца Боппа (1791—1867), опубликованной в 1816 году. Внутри индоевропейских языков выделяли группы родственных языков более низкого уровня. Так, в 1820 году русский филолог-славист и поэт Александр Востоков (1781—1864) ввел представление о славянских языках, которые некогда произошли от единого древнеславянского языка. Несколько позже Фридрих Кристиан Диц (1794—1876) пришел к такому же выводу относительно романских языков. Черты родства выявлялись и за пределами индоевропейских языков. Так, представление о финноугорских языках как единой группе, связанной общим происхождением, начало формироваться еще в XVIII веке. А в 1844 году финский лингвист Маттиас Карстен (1813—1852) выдвинул гипотезу о родстве финноугорских и тюркских языков. Таким образом, в первой половине XIX века начала строится систематика языков, поразительно напоминающая биологическую систематику. И та, и другая использовала принцип вложенных групп. Внутри одной группы находилось несколько групп меньшего уровня, а внутри каждой из них — группы еще меньшего уровня. Внутри типов выделялись классы, внутри классов — отряды, внутри отрядов — семейства, внутри семейств — роды, внутри родов — виды. Домашняя кошка относится к царству животных, типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду хищных, семейству кошачьих и роду кошек. А русский язык — к макросемье ностратических языков, семье индоевропейских языков, ветви славянских языков и группе восточнославянских языков. Положение вида и языка в системе — это адрес, по которому можно легко найти классифицируемый предмет. Точно так же адрес человека позволяет легко доставить ему письмо. Если мы знаем, что гражданин Иванов Сидор Карпович живет в Московской области, в Каширском районе, в городе Ожерелье, на улице Советской, в доме 24 и квартире 15, то почта без труда доставит адресованное ему письмо. Однако столь удобная для почтовых работников классификация граждан по почтовым адресам несколько отличается от классификации биологических видов и человеческих языков. За классификацией граждан не стоят родственные отношения между ними. А за биологической и лингвистической классификациями — стоят. Хотя бы в идеале. Биологическая классификация сформировалась раньше, чем классификация языков. Но лингвисты раньше осознали, что за этой классификацией стоят родство и история. Эволюционные идеи подспудно

вызревали в биологии с XVIII века, однако и противодействие этим идеям было очень сильным до появления теории Дарвина (да и после). В лингвистике сильного сопротивления эволюционным идеям, повидимому, не было, но и классификация языков была куда менее совершенной. В 1859 году появляется книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов и естественный отбор», подводящая прочный научный базис под ранее смутные представления о биологической эволюции. Эта книга стала важнейшей предпосылкой для революции и в биологической систематике, и в систематике языков. Лидером этой революции в биологии стал Эрнст Геккель, лидером революции в языкознании — Август Шлейхер. Сущность их идей была в том, что разнообразие видов и разнообразие языков можно изобразить в виде многократно ветвящегося дерева, последовательное ветвление которого отражает родственные связи между «веточками». Шлейхер писал: «Все языки, которые мы прослеживаем на протяжении длительного времени, дают основание для заключения, что они находятся в постоянном и беспрерывном изменении. Языки, эти образованные из звуковой материи природные организмы, притом самые высшие из всех, проявляют свои свойства природного организма не только в том, что все они классифицируются на роды, виды, подвиды и т. д., но и в том, что их рост происходит по определенным законам». Он предложил понимание языка как живого организма: так же, как животное или растение, язык рождается, достигает зрелости, дает потомство и умирает. Это было не просто красивым сравнением, а новым и плодотворным исследовательским подходом.

Как написать басню на забытом языке В отличие от большинства современных ему лингвистов, Август Шлейхер хорошо знал биологию и читал биологическую научную литературу. Ведь он был не только лингвист, но и хороший, хотя и не профессиональный ботаник. Это позволило ему понять, что биология и лингвистика стоят перед одними и теми же проблемами. Сформулировав идею о принципиальном сходстве биологической эволюции и эволюции языков, он предложил строить классификацию языков по тому же принципу, что и классификацию биологических видов. В основе этой классификации лежали представления о том, что новые языки образуются в результате последовательного разделения старых. Альтернативная точка зрения предполагала, что важную роль в возникновении новых языков может играть слияние двух (или большего числа) старых. Этой точки зрения придерживался, в частности, выдающийся советский лингвист Николай Яковлевич Марр (1865—1934). Изучение истории конкретных языков показало, однако, что возникновение нового языка в результате слияния старых происходит редко, хотя, разумеется,

Эрнст Геккель 1834—1919), знаменитый немецкий натуралист и философ, был другом Шлейхера

заимствования слов из других языков достаточно распространены. Сходные проблемы решает и биология. Сегодня мы знаем, что существует возможность переноса генетического материала между далекими видами. Значение этого явления для эволюции в целом остается не вполне ясным, но, по-видимому, такой перенос играет важную роль в эволюции Поэтому на эволюционных деревьях бактерий или архей веточки не только расходятся, но и срастаются. Шлейхер понимал, что его соображения о расхождении языков будут выглядеть значительно более весомо, если он подкрепит их фактическими свидетельствами о том, как выглядели предковые языки больших групп современных языков. И он поставил перед собой дерзкую задачу: восстановить ныне не существующий язык, который лежал у основания всей семьи индоевропейских языков. Тот самый праиндоевропейский язык, носителей которого искала Мария Гимбутас («Химия и жизнь», 2021, 1). «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

«Языковое древо» из «Сборника сравнительной грамматики индоевропейских языков» Шлейхера (1861) и знаменитое эволюционное древо из записной книжки Дарвина 1837 года — возможно, первое графическое изображение этого принципа. Шлейхер принял идею возникновения разнообразия путем эволюции и использовал ее в собственных исследованиях

Понятно, что никаких письменных памятников этого языка не существовало. Не было, разумеется, и людей, говорящих на этом языке. Единственным методом реконструкции языка был сравнительный анализ известных индоевропейских языков, позволяющий выявить их сходные черты. В биологии подобную задачу решал один из классиков сравнительной анатомии Ричард Оуэн (1804—1892). Он был принципиальным противником эволюционных представлений и вообще отличался благочестием. Оуэн полагал, что в основе каждой систематической группы живых организмов лежит некая божественная идея, которую он называл архетипом. В реально существующих видах, родах, семействах и т. д. на эту идею накладываются другие идеи, но, сравнивая разные виды, роды и семейства, эту сверхидею можно вычислить и даже изобразить. Так, Оуэн вычислил архетип позвоночных, который, судя по всему, напоминал их общего предка. (Конечно, для самого Оуэна последнее утверждение было абсолютно неприемлемо.) Но вернемся к языкознанию. Родственные языки имеют сходство в грамматике и в словаре. Так, русское слово «брат» на санскрит переводится как

«бхарат». Эти слова явно одного происхождения. Но это можно объяснить как общностью происхождения языков, так и более поздним заимствованием. Хороший критерий для различения этих возможностей предложил в 1819 году Рамус Христиан Раск (1787—1832). Он обратил внимание на то, что из других языков приходят слова, связанные с культурными заимствованиями. А те слова, которые связаны с неизменными сторонами жизни, как правило, не заимствуются. Среди них, например, слова, обозначающие родственные отношения (мама, папа, брат, сестра), части тела (голова, рука, нога), времена года (зима, весна, лето, осень), времена суток (утро, день, вечер, ночь), такие слова, как Солнце, Луна, звезды, небо, земля, вода, дождь, ветер. Эти слова — надежный материал для установления родства языков. Их и использовал для своего анализа Шлейхер. В 1861 году Август Шлейхер публикует свою гипотетическую реконструкцию вымершего праиндоевропейского языка, где приводит его грамматические правила и краткий словарь. Шлейхер считал, что праиндоевропейцы жили в Индии и оттуда индоевропейские языки распространялись на запад. Это предположение было опровергнуто дальнейшим развитием науки. Сегодня достоверно известно, что древнейшее население Индии говорило на дравидских языках, не имеющих к индоевропейской языковой семье никакого отношения. Индоевропейцы пришли в Индию не ранее II тысячелетия до н. э. Наиболее вероятной родиной праиндоевропейцев в настоящее время считают междуречье Волги и Днепра. В 1868 году, незадолго до смерти, Август Шлейхер написал на праиндоевропейском языке басню «Овца и кони». Avis, jasmin varnā na ā ast, dadarka akvams, tam, vāgham garum vaghantam, tam, bhāram magham, tam, manum āku bharantam. Avis akvabhjams ā vavakat: kard aghnutai mai vidanti manum akvams agantam. Akvāsas ā vavakant: krudhi avai, kard aghnutai vividvant-svas: manus patis varnām avisāms karnauti svabhjam gharmam vastram avibhjams ka varnā na asti. Tat kukruvants avis agram ā bhugat. Ее русский перевод: Овца, [на] которой не было шерсти, увидела коней: одного — везущего тяжелую повозку, одного — большую ношу, одного — быстро несущего человека. Овца сказала коням: «Горит мое сердце, когда вижу, что человек управляет конями». Кони сказали: «Слушай, овца, наше сердце [тоже] горит от увиденного: человек, господин, из овечьей шерсти делает себе новую теплую одежду; а у овец не остается шерсти». Услышав это, овца убежала в поле. Свою реконструкцию индоевропейского языка Шлейхер дополнил построением эволюционного древа всех индоевропейских языков. Главным научным конкурентом А. Шлейхера в области изучения истории индоевропейских языков был швейцарский инженер-артиллерист и лингвист-люби-

тель Адольф Пикте (1799—1875). Он выдвинул яркую и заманчивую идею о том, что праиндоевропейский язык может помочь понять образ жизни его носителей. На основании исследований языка были высказаны предположения о том, что праиндоевропейцы были скотоводами, разводившими преимущественно крупный рогатый скот, что в их среде были люди более богатые и более бедные. И даже — что существовавшая у них система счета была не десятеричной, а восьмеричной: происхождение слова «девять» (поанглийски «nine») связывалось со словом «новый» (по-английски «new»). К сожалению, как и многие исследователи романтического склада, Пикте не всегда проявлял достаточную осторожность в своих выводах. Далеко не все его идеи имели достаточно убедительное обоснование. Но все же он создал новое научное направление, позже получившее не совсем удачное название «лингвистическая палеонтология».

Лингвистика — естественная наука? В 1863 году Шлейхер публикует работу «Теория Дарвина и наука о языке». В этой работе он формулирует представления о «борьбе за существование» между языками. Согласно теории Шлейхера, между языками идет конкуренция за их использование людьми. В результате этой конкуренции одни языки приобретают мировое значение, другие локализуются в отдельных странах, третьи влачат жалкое существование, четвертые отмирают. Все это действительно так, но при этом следует отметить, что конкурентоспособность того или иного языка определяется не столько его лингвистическими особенностями, сколько успехами говорящего на нем народа. Английский язык становится языком мирового общения не потому, что он удобнее других, а потому, что англоязычные страны лидируют в мировой экономической жизни. Конкуренция идет не только между языками, но и между отдельными элементами (звуками, словами, грамматическими структурами) одного языка. При этом одни элементы вытесняются другими, что приводит к эволюции языка. Шлейхер высказал соображения об общих закономерностях эволюции самых разных языков. По его мнению, на первом этапе, на котором находится китайский язык, слова представляют собой голые корни. На последующих этапах формируются приставки, суффиксы и окончания, позволяющие более гибко описывать взаимоотношения между членами предложения. В конце жизни Август Шлейхер высказал шокировавшую научную общественность мысль о том, что лингвистику, так же, как и физику, химию и биологию, следует считать одной из естественных наук. Представление о естественных и гуманитарных науках вошло в обиход в 1880-х годах благодаря трудам немецкого философа Вильгельма Дильтея (1833—1911). Гуманитарные науки Дильтей именовал «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

«науками о духе», но это не принципиально. Конечно, на интуитивном уровне понятие о различии между теми и другими существовало и раньше, но Дильтей сформулировал его сущность. Он считал, что «науки о духе» требуют от исследователя несколько иных качеств, чем занятия естественными науками. В конце концов они сводятся к тому, что исследователь должен представить себя на месте своего объекта. А естествоиспытатель наблюдает за объектом со стороны. В филологии и лингвистике есть задачи, для решения которых исследователю нужно перевоплотиться в другого человека. Чтобы оценить литературное произведение, нужно поставить себя и на место читателя, и на место автора. Чтобы хорошо выучить язык, нужно понять, как мыслят люди, которые говорят на этом языке, пообщаться с ними, почувствовать, почему вроде бы эквивалентные слова или грамматические формы на самом деле не взаимозаменяемы (недаром «уроки английского с носителем» так ценятся). Тем более это необходимо для серьезной исследовательской работы лингвиста. Если же речь идет о вымершем языке, понадобится помощь историков. Однако перед лингвистами стоят и другие задачи, для решения которых ученый должен находиться «снаружи», изучать язык так же, как биолог изучает свои объекты. Август Шлейхер занимался именно такими задачами. По сути, лингвистика — одновременно и естественная, и гуманитарная наука, и для ее плодотворного развития нужны ученые как с естественнонаучным, так и с гуманитарным складом ума. Среди людей, внесших большой вклад в лингвистику, мы должны упомянуть Мюррея Гелл-Манна (1929—2019), одного из крупнейших физиков XX века, лауреата Нобелевской премии по физике, создателя концепции кварков и современной классификации элементарных частиц. За самим словом «кварк» стоит филологическая история. Гелл-Ман взял его из «Поминок по Финнегану» Джеймса Джойса, точнее — сначала придумал, что фундаментальная частица должна называться kwork, а потом вспомнил джойсовское «три кварка для Мастера Марка» и заимствовал оттуда написание quark. Гелл-Ман возглавлял проект «Evolution of Human Languages», целью которого было объявлено изучение изначального праязыка человечества. Август Шлейхер ушел из жизни 6 декабря 1868 года, в 47 лет; возможно, причиной его смерти был туберкулез. Но ранняя смерть не помешала ему занять в истории лингвистики место, сопоставимое с местом Чарльза Дарвина в истории биологии. Работы Шлейхера показывают, что разные научные дисциплины, на первый взгляд далекие друг от друга, развивается отнюдь не независимо. Идеи, рождающиеся в рамках одних наук, оказываются полезными в других. Поэтому ведомственная разобщенность научных дисциплин не благоприятствует успехам в познании мира.

книге члена редколегии журнала «Химия и жизнь» и автора множества научно-популярных статей Елены Клещенко рассказывается об идентификации человека по его генетическому материалу, то есть по ДНК. Постоянные читатели «Химии и жизни» встретят в этой книге знакомые истории и знакомые лица. Некоторые главы ее выросли из статей, написанных для журнала, часто по горячим следам событий. Но, разумеется, они были переработаны и заняли свои места в общей картине, ведь у каждой истории в мире есть предыстория и продолжение. Невозможно объяснить, как сэр Алек Джеффрис придумал ДНК-дактилоскопию, а Кэри Муллис — полимеразную цепную реакцию, без рассказа о строении ДНК, о методах ее «чтения», об устройстве генов и разнообразии геномов. А без Джеффриса и Муллиса не было бы и ДНК-анализа в криминалистике. Значительную часть книги составляют детективные истории, от попытки разгадать тайну Джека-потрошителя до современных уголовных дел, раскрытых благодаря ДНК-анализу. Есть в ней и увлекательные исторические расследования: кем был Рюрик — славянином или скандинавом, много ли потомков оставил Чингисхан, приходился ли герцог Монмут сыном королю Англии. И конечно, исследование останков Николая II и его семьи: почему специалисты уверены в точности идентификации и по каким причинам сомневаются неспециалисты. А из заключительных глав читатель узнает, почему нельзя изобрести биологическое оружие против определенной этнической группы, можно ли реконструировать внешность по ДНК и опасно ли выкладывать свой геном в Интернет.

Книгу можно купить в наше киоске www.hij.ru. Цена — 600 рублей с доставкой по РФ.

Гормон подвижности

ж н низм ь и ьн н ми н ии н з н и ими н иями, ь ни и и и ни з и н ни и з ни м н ин нн я н ия ми н и ни

зни

и из и и н м,

им н

м н

н жи и жн м -

ьн н м н , из и и м нин и MOTS-c (mitochondrial open reading 12 ь и и и м изм н иим ж ми, и н з ми н и ьн ми м н ми, и и ми ин ми и з и м и жи

я ии ниж ни , з и, я из и н м н ни жи , и ьн ь ин ин и изи н и ь и ь и и з н н м , и и я ни м изм з з м ми н ии н ин ж ь, ниж я ин з , з и я ин ин зи н н ь и жи ни «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

У ен е из Школ геронтологии Леонарндо Д виса Университета Южной Калифорнии (США) в сотрудни естве с коллегами из разн х стран исследовали, как вли т ин ек ии MOTS-c на физи еску активност м ей. В ксперименте у аствовали м и разного возраста: молод е (возраст 2 мес а), среднего возраста (12 мес ев) и стар е (22 мес а). Физи еску форму м ей провер ли в лабораторн х тестах: поддержание баланса на вра а емс стержне и бег по ускор ейс беговой дорожке. М и, котор е полу али MOTS-c, успе нее справл лис с задани ми и увствовали себ зна ител но лу е, ем м и контрол ной групп того же возраста. MOTS-c также положител но вли л на м ей, котор е полу али пи у, богату жирами, и на м ей преклонного возраста. Стар е м и демонстрировали лу у силу захвата, походку (измер ему по длине ага) и физи еску работоспособност (тест с ход бой). Резул тат исследований продемонстрировали, то с помо MOTS-c можно омолодит стар х м ей. Затем у ен е ре или проверит вли ние физи еской активности на в работку того пептида у л дей. Они вз ли образ м е ной ткани и плазм у здоров х молод х муж ин-добровол ев, веду их малоподвижн й образ жизни и занима ихс на велотренажере. Образ собирали во врем тренировки, по окон ании тренировки и после ет рех асового отд ха. В м е н х клетках коли ество MOTS-c увели илос в 12 раз после тренировки и оставалос пов енн м после отд ха. А в плазме коли ество пептида стало бол е тол ко в полтора раза и затем вернулос к норме после отд ха. Это озна ает, то физи еские упражнени способству т синтезу MOTS-c в митохондри х. Вот вам е е одно нау ное подтверждение известного тезиса об

искл ител ной важности движени и активного образа жизни дл здоров л дей стар его возраста. (Nature Communications, 202, 12, 1)

Магнитная стимуляция управляет памятью

обладаем способност вспоминат произоед ие соб ти , м сли, о у ени . Это позвол ет нам приобретат оп т, котор й м испол зуем дл планировани будуего. Воспоминание в мозге формируетс сложно. Во врем запоминани нейрон об един тс в ансамбл − паттерн активности. Эти паттерн в те ении нескол ких дней хран тс в гиппокампе, а затем переда тс в кору бол их полу арий. С возрастом гиппокамп на инает хуже работат , нам все сложнее держат во внимании много мело ей. Если гиппокамп искусственно стимулироват , то можно снова в зват воспоминани . Например, то можно сделат при помо и магнитного пол . У ен е из Школ меди ин им. Файнберга Северо-Западного университета в Чикаго (США) исследовали, как вли ет транскраниал на магнитна стимул и (ТМС) гиппокампа на формирование пам ти на теку ие соб ти . В исследовании у аствовали здоров е молод е л ди от 19 до 32 лет. Активн й гиппокамп генерирует колебани в сигнале лектро нефалограмм с астотой 4-8 Г − тета-ритм. По тому у ен е испол зовали лектромагнитн е импул с именно той астот . После магнитной стимул ии у астники ксперимента в полн ли задание на пам т . Им показ вали короткие видеоролики

с разн ми соб ти ми: парковка ма ин , приготовление ед , в нос мусора, склад вание бел и т.д. После просмотра исп туем е отве али на вопрос об увиденном (места, л ди, предмет ). Это позволило о енит то ност запоминани соб тий повседневной жизни. У ен е также набл дали за активност нейронов во врем в полнени теста на пам т с помо функ ионал ной магнитно-резонансной томографии. Стимул и тета-ритмом, направленна на гиппокампал ну сет , помогала восстанавливат с паттернам активности в зат ло ной коре и улу ала то ност запоминани по сравнени со стимул ией других у астков мозга. Тепер м знаем, то с помомагнитной стимул ии гиппокампа можно управл т пам т . При ем можно не тол ко улу ит пам т на теку ие соб ти , но и стерет непри тн е воспоминани . Сей ас ТМС на али активно примен т дл ле ени заболеваний нервной систем . (Current Biology, 2021, 31, 1-10)

Как обездвижить раковые клетки?

летки на его организма иногда покида т свои места. Эта мигра и необходима дл развити и жизнеде тел ности многоклето ного организма: дл образовани тканей во врем мбрионал ного развити , дл заживлени ран, поступлени клеток иммунной систем в о аг воспалени . Во всех слу а х клетки зна т куда они движутс . Их движением управл т хими еские или механи еские сигнал . Раков е клетки тоже могут переме ат с по организму, создава нов е опухолев е о аги − метастаз . Тол ко

иж

я ни н н и м и ьн з ня ни н и и з ни низм иж ния з и н и м я з им из ии и ьн ин и и ин и и н и ь я ни и яжи ми и и ми и м н ни н н з им из ии иня я, з ни мин н н м нн и я з им из ии з ь зм и я м м н яи я и яжи им из нн , и н н и, з и н ни иж ния, и ян н ь, иж я и м я и ь з ни , ьн з , я и я и я ь н ни и из Х ь ин ни и ин ян ия и н и н иж и м я н м низм ми ии и ь з м н м н ин я ин ния ни н н ,н им з ь ни и ин н мин н и з ин ни и и ьн н н яз я н ми ин ни , и я и ин ни и ни н из н н н жи и, ин и ин я и и ин ни из з ин ни н мин н и н и н ин и ин , и м я м нн мн ин и ин , м ни ж н н н и м м иж ни и м зи ни н ни м низм з и ин ни з и н м н и , н и

ми

и , и н н ни н и и з ни (Nature Cell Biology, 2021, 23, 2, 147-159) н

Молекулярная машина – в мембране клеток

мин я и н ьи ,н ж и низи нн м м ими им ь н н н м и и н н м н м м н ми ми, мин я и м ни м н м и м и мн н им ь мин и ж я из н н н и и яз я и ьн ми н ми ми н м мн и, з я н ьн ь и имии и , и я з ж ни м ж н н н ь я м м м и ьн и н , нн м м н ни н н м и и и м м ни м и мя ь м н я ня ь м низм м н н ям из ни ии н я ия ь « и ь» н и м и ня ь, н н и и ни и м и и нн нн ми ии, я з я « м ь» ни м ь м нь я и м ь н н и ии я н жн и ь низ нн

н я, з

и и из н и м и изм н нн я ми я и ь , ь и иж нн 201 з м и н и и и

н ям м , н

и ия

нн нинн я з -

и ия , н и и н м з из ии, нии и и ми имии н я я , м жн м ь м ь н м и ния н и , и и ь и и ин и и ь з и н , м и ь мн ж ьн им н м ь н я н ия м н н и м з , и из м , н м я и м з м м н и м я н я я м я н я м ин н м нн м м н и н и и н , н им я ж ния м и н н и и ь и н и ьн я ьз зн ния ь, ь н и и , з нн н ни м м н н ,ии н и ь Nature, 17 February 2021)

и н и и и и н О.В. Космачевская

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Проблемы и методы науки

Иллюстрация Натальи Колпаковой

Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Мальчики и девочки:

соотношение полов и умозрительная генетика

Мальчики — будущие защитники Отечества. Говорят, что перед войной их рождается больше. На самом деле это неправда, но связь между мужской рождаемостью и войнами есть. Эта статья о том, как обстоятельства жизни влияют на соотношение полов.

Полигон эволюции Половое размножение — это размножение, в котором участвуют половые клетки. Наличие разных полов при этом необязательно, одна особь вполне может производить и мужские, и женские гаметы. Так поступают беспозвоночные: брюхоногие моллюски, некоторые черви, ракообразные и кишечнополостные. Причем гермафродиты размножаются вдвое эффективнее раздельнополых видов, поскольку потомство прино-

Генетический контроль? Повышенная мужская рождаемость как будто компенсирует высокую мужскую смертность. После войн и серьезных социальных конфликтов доля родившихся мальчиков резко увеличивается («Химия и жизнь», 2004, 11), и этот феномен нужно как-то объяснять. В 1871 году Чарльз Дарвин предложил концепцию частотно-зависимого отбора. Если в популяции возникает перекос в соотношении полов, то представители менее частого пола будут пользоваться большей популярностью, то есть иметь больший репродуктивный успех. В условиях нехватки мужчин ребенка сможет иметь каждый мужчина, но не каждая женщина. Такая ситуация приведет к положительному отбору по любому признаку, увеличивающему частоту рождения редкого пола, пока их соотношение не выровняется. В 1930 году английский генетик и статистик Рональд Фишер (1890—1962) представил публике принцип равных инвестиций, согласно которому естественный

У млекопитающих два типа половых хромосом: Х и Y. При зачатии они комбинируются с равной вероятностью, поэтому в популяции мальчики и девочки должны рождаться с одинаковой частотой

Д о л я р од и в ш и х с я м а л ь ч и ко в

сит каждая зрелая особь. Тем не менее подавляющее большинство животных раздельнополо. Очевидно, существование полов создает преимущества, более весомые, чем плодовитость. В 1965 году советский ученый Виген Артаваздович Геодакян предположил, что мужской пол представляет собой экспериментальный полигон эволюции. На нем природа обкатывает новые признаки, поэтому мужская смертность должна быть выше, чем женская. С эволюционной точки зрения это не страшно, потому что один самец производит несоизмеримо больше половых клеток, чем самка, и может оплодотворить нескольких особей. Женскому полу в этой системе отводится роль хранителя генетической информации («Химия и жизнь», 2001, 4). К людям эта теория приложима в полной мере. Мальчики умирают чаще девочек, однако и на свет они появляются чаще. На каждую сотню новорожденных девочек приходится 101—108 мальчиков, в зависимости от популяции. Между тем соотношение полов должно быть равным. Пол человека определяется комбинацией половых хромосом и зависит от того, Х- или Y-несущий сперматозоид оплодотворит яйцеклетку. Естественно, ученые предположили, что перекос в соотношении полов может быть вызван неодинаковым числом сперматозоидов, несущих Х и Y хромосомы, и некоторые не поленились эти сперматозоиды пересчитать, однако данные получились противоречивые. При сравнении спермы отцов многих сыновей и многих дочерей в некоторых случаях разница была, и весьма существенная (44—54% и 37—49 % Y-сперматозоидов), в других — нет. Так что соотношение полов при зачатии составляет 1:1, а их различие при рождении объясняется другими причинами, например разной пренатальной смертностью: по данным специалистов Института медицинской генетики Томского научного центра РАН, среди спонтанных абортов преобладают эмбрионы женского пола.

Первая мировая война

Вторая мировая война

0,516 0,514

0,512

0,510 0,508

1838 год

1880 год

1920 год

1960 год

2006 год

На рисунке видно, как менялась доля мальчиков, родившихся в Англии и Уэльсе в 1838—2006 годах. Послевоенные годы отмечены всплесками мужской рождаемости. Пунктирная линия — сглаженная кривая, которая показывает общую тенденцию. Аналогичная закономерность в соотношении полов наблюдается в Бельгии, Франции и Германии. В.А. Геодакян отмечал, что во время Ирано-Иракского конфликта (1980 — 1988) и войны 1991 года в Словении рождаемость мальчиков в этих странах не увеличилась. Возможно, это связано с низким уровнем мобилизации «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

отбор уравнивает количество родительских вложений в сыновей и дочерей, для чего фиксирует гены, побуждающие родителей в одинаковой степени заботиться о потомках обоего пола. Гены предпочтения одного из полов он отбраковывает. Если мальчики умирают чаще девочек, им в целом достается меньше заботы, и отбор компенсирует ситуацию увеличением числа родившихся мальчиков, чтобы уравнять родительские инвестиции. Теория красивая, только доказать ее сложно, потому что количество заботы, вложенной в потомство, невозможно измерить, и доказательств того, что смертность людей в неполовозрелом возрасте коррелирует с соотношением полов при рождении, до сих пор нет. Однако на этой стадии к вероятностной теории соотношения полов добавилась идея о генетическом контроле. На то, что он существует, указывают многие данные. Так, в разных популяциях соотношение мальчиков и девочек разное и достаточно постоянное. В Европе, например, оно составляет 1,06, среди населения банту — 1,01, в Нигерии и Эфиопии — 1,07. Эти отличия сохраняются даже в случаях, когда жители африканских стран перебираются в США или Великобританию. Убедительных прямых доказательств, подтверждающих генетический контроль определения пола, нет. В 2003 году специалисты клинического госпиталя СанКарлос в Мадриде обнаружили, что у женщин-носительниц мутации в гене BRCA1 на 15—17% возрастает вероятность рождения девочек. Мутации в гене BRCA1 нарушают восстановление двунитевых разрывов ДНК и, как следствие, повышают риск развития некоторых злокачественных опухолей. Исследователи затруднились объяснить этот результат, но отметили феномен, который несколькими годами позже подтвердили американские и канадские исследователи. Выборка в обоих случаях маленькая, данные предварительные и требуют проверки. В поисках генов, которые могут влиять на пол будущего ребенка, специалисты южнокорейского Университета Сонсиль проанализировали геномы 4 183 мужчин и 4 659 женщин. Они обнаружили несколько аутосомных генов, изменчивость в которых зависит от пола. Один из этих генов, DNAH11, кодирует белок динеин, участвующий в работе жгутиков сперматозоидов; другой ген, PPP1R12B, также может влиять на репродуктивную систему. Как соотносятся эти мутации с частотой рождения мальчиков, исследователи не проверили. В то же время международная группа ученых (ведущий исполнитель — профессор Сплитского университета Весна Бораска) проанализировала данные 51 исследования с участием 115 000 человек европейского происхождения и не обнаружила аллелей, которые могли бы повлиять на соотношение полов.

Сынородный генотип Трудно ухватить ген за хвостик, но всегда ли это необходимо? Отец генетики Грегор Мендель вычислил

существование дискретных наследственных факторов на кончике пера, анализируя результаты скрещиваний. Многие современные ученые идут тем же путем. Пытаясь выяснить, существует ли генетический контроль соотношения полов, они анализируют демографические и генеалогические данные, в которых сейчас нет недостатка. Многие любители и профессиональные исследователи генеалогии публикуют в Интернете результаты своих изысканий. Корри Геллатли, генетик и статистик из Университета Ньюкасла, собрал из этих данных обширную базу, которая содержит историю 927 североамериканских и европейских семей (556 387 человек) за четыре века. Оказалось, что мужчины, у которых больше братьев, имеют больше сыновей, а мужчины, у которых много сестер, имеют больше дочерей. Наблюдаемую ситуацию хорошо описывает модель, в которой пол контролирует аутосомный ген, влияющий на мужскую репродуктивную систему. Ген есть и у мужчин, и у женщин, но его действие проявляется только у отцов, а матери — носительницы. Геллатли полагает, что существует два варианта (аллеля) этого гена, которые он назвал m и f. Поскольку гены образуют пары, возможны три сочетания аллелей: mm, mf и ff. Расчеты показывают, что при mm вероятность стать отцом мальчика составляет 80%, при mf — 50% и при ff — 20%. Компьютерная модель, имитирующая действие гена на протяжении 500 поколений, подтверждает, что соотношение полов в популяции остается равным, даже если в отдельных семьях рождаются исключительно мальчики или девочки. Теория Корри Геллатли объясняет, почему после войны может увеличиться рождаемость мальчиков. Число сыновей зависит от генотипа. Чем больше в семье сыновей, тем больше вероятность, что кто-то из них выживет, и будет он, скорее всего, носителем «мужского» аллеля, поэтому вероятность родить сына у него выше. Разумеется, Геллатли не первый ученый, предпринявший подобные исследования. В конце 1990-х годов специалисты Национального института рака (Бетесда, США) исследовали соотношение полов и очередность появления на свет 1 403 021 ребенка, рожденного 700 030 датскими семьями с 1960 по 1994 год. В среднем 51,2% первенцев были мальчиками — ожидаемое соотношение. Однако в семьях, где уже были сыновья, вероятность рождения еще одного была значимо выше ожидаемой. В семьях с тремя сыновьями четвертый рождался с вероятностью 52,4%. Эффект невелик, и, чтобы его обнаружить, понадобилось проанализировать большую выборку. Семей с четырьмя детьми набралось 31 595. Причину этого явления ученые объяснить не смогли, а комментаторы настоятельно советовали им обратить внимание на социально-экономические факторы, могущие повлиять на соотношение полов, такие как питание, сексуальное поведение или возраст родителей. В некоторых семьях существует явная предрасположенность к рождению дочерей. Российский

Портрет императора Павла I с семьей работы Герхарда фон Кюгельгена. У императора Павла Петровича после двух сыновей родилось шесть дочерей подряд. Пятая дочь, Ольга, умерла в два с половиной года, о ней напоминает мраморная головка на заднем плане. Слева старшие сыновья, Александр и Константин, на переднем плане — младшие, Николай и Михаил (с барабаном)

биолог Михаил Давидович Голубовский, работающий сейчас в Калифорнийском университете (Беркли, США), обратил внимание на необычную особенность многодетных семей династии Романовых. В нескольких поколениях этой династии после появления на свет первой девочки рождалось подряд еще три-четыре. Причем склонность к повторному рождению девочек зависела от генотипа отца. Рождение как минимум четырех девочек подряд М.Д. Голубовский назвал F-тетрадой (от слова «femail» — женщина). Рождение четырех дочерей подряд статистикой не возбраняется, вероятность такого события составляет 1/16 (6,25%), но случай с семьей Романовых интересен тем, что «обоймы» дочерей появлялись из поколения в поколение. Впервые это явление обнаружилось у царя Алексея Михайловича. В браке с Марией Милославской у него родилось 13 детей: сын, две дочери, сын, четыре дочери, сын, дочь, два сына и дочь. У сына Алексея Михайловича Ивана V было пять дочерей, детей мужского пола не было. Сыну от второго брака, Петру I, жена Екатерина родила 11 детей: двух мальчиков, пять девочек, еще двух мальчиков, девочку и мальчика. У следующего многодетного Романова, Павла I, было два сына, шесть дочерей и два сына. У императора Николая Павловича родились сын, пять дочерей, два

сына; у его брата Михаила Павловича – пять дочерей. Александр II имел восемь детей, Александр III — шесть, но F-тетрад среди них не было. У Николая II родились подряд четыре дочери, затем сын. Поскольку фактор F-тетрады унаследовали сыновья Алексея Михайловича от разных браков, на его проявление, безусловно, влияет генотип отца. Но он передается и по женской линии, так как Павел получил его через дочь Петра I Анну. Свойственна ли F-тетрадная аномалия женщинам дома Романовых, судить трудно, для этого недостаточно данных. Объяснить механизм возникновения F-тетрад трудно. Поскольку аномалия обычно возникает после рождения первой девочки, М.Д. Голубовский предположил, что при вынашивании женского плода репродуктивная система матери настраивается таким образом, что при последующих беременностях отторгает либо Y-содержащие спермии, либо мужские эмбрионы на ранних стадиях развития. Но есть и другие данные. В 2019 году Международная группа исследователей под руководством статистика из Каролинского института Ральфа КуйяХалколы проанализировала данные о 3 543 243 шведах и их 4 753 269 детях, родившихся после 1932 года, и проверила связь между полом потомства братьев и сестер. Ученые пришли к выводу, что наследуемость «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

соотношения полов равна нулю, поэтому принцип равных инвестиций Фишера и подобные ему гипотезы не объясняют соотношение полов в потомстве человека. Очень трудно доказать, что чего-то нет, и Геллатли продолжил работать со своей моделью. Он предположил, что на соотношение полов влияет количество замещающих рождений, то есть ситуаций, когда женщина рождает ребенка взамен умершего. Если бы он не умер, она бы рожать не стала. Ученый использовал данные 290 обследований, проведенных в 81 развивающейся стране и охвативших более 9 миллионов рождений. Из этого массива он выбрал женщин старше 40 лет, закончивших репродукцию, и проанализировал зависимость общего числа детей от количества детей, умерших до десятилетнего возраста. Эти данные учитывают более 2,5 миллионов рождений и порядок появления детей на свет. Оказалось, что чем больше женщина теряет, тем больше рожает (см. таблицу). Замещающие рождения не зависят от пола умершего, однако сдвигают равновесие в направлении пола, который чаще умирает. Анализ показывает, что детская смертность выше у мальчиков. Отцы умерших сыновей с большей вероятностью имели «сынородный» генотип и потому, замещая потерянного ребенка, скорее всего, произведут на свет мальчика же и передадут ему свои гены. Это приводит к увеличению частоты аллеля m в популяции, и соотношение полов при рождении смещается в мужскую сторону.

В развивающихся странах количество умерших и рожденных детей в семье взаимосвязано Чем больше женщина, тем больше Дети, детей потеряла Количество рожденных онане ихдожившие родит. Или наоборот до 10 лет детей 0

4,78

6,26

7,40

8,32

9,04

Нельзя, правда, исключить, что многодетные семьи — это самые бедные семьи, и контрацепция им недоступна. Они просто рожают, сколько Бог пошлет, а чем больше детей, тем тяжелее их растить, и потому они чаще умирают. Геллатли сам это отмечает. Но если для родителей смерть ребенка становится основанием к рождению следующего, интересно понять, зачем они это делают: то ли у них есть инстинктивная или эмоциональная потребность восполнить потерю, то ли смерть ребенка освобождает время и ресурсы, необходимые для поднятия еще одного? Так в статистические выкладки вмешивается человеческое желание.

Собиратели купонов Профессор Мичиганского университета Цзяньчжи Чжан и его аспирант Эрпин Лун искали доказатель-

ства генетического влияния на вероятность рождения девочки или мальчика. Делали они это, анализируя данные Биобанка Соединенного Королевства (UK Biobank). Эта база данных содержит информацию примерно о полумиллионе добровольцев от 40 до 70 лет, набранных в 2006—2010 годах по всей Великобритании. Ученые собирают информацию о состоянии их здоровья, геномных последовательностях, социально-экономическом статусе, составе семьи. В том числе указано количество братьев и сестер участников. Данные Биобанка находятся в свободном доступе. Профессор Чжан с коллегой отобрали сведения о более чем 330 тысячах людей, родившихся между 1940 и 1970 годами. Ход их рассуждения следующий. Если соотношение полов предопределено генетически, вероятность рождения мальчиков (Pboy) в разных семьях должна быть разной. Однако детей в семье обычно немного, поэтому точно измерить Pboy нельзя, но можно вычислить, насколько она различается в разных семьях. Чем больше эти различия, тем значительнее межсемейная разница Pboy. Ситуация, когда в семье четверо или пятеро детей, не редкость. Состав этих семей можно рассчитать. Например, в случае четверых детей вероятность того, что в семье будут только мальчики или только девочки, составляет 6.25%, возможность рождения трех сыновей и одной дочери (или трех дочерей и сына) — 25%, шансы, что мальчиков и девочек будет поровну, равны 37,5%. Однако фактические данные с ожидаемыми не совпали. Семей, в которых есть только дочери или только сыновья, оказалось существенно меньше. По мнению исследователей, дело в том, что родители предпочитают иметь детей обоего пола. Как только в семье появляются и дочери, и сыновья, родители прекращают воспроизводство. В теории вероятностей эта ситуация описана как проблема собирателя купонов. Допустим, в каждую упаковку хлопьев кладут купон (картинку). Собиратель покупает эти хлопья, пока не скопит всю серию, а затем теряет к ним интерес. Подобное поведение по отношению к детям делает соотношение полов в семье более однородным и искажает ожидаемое распределение. Эту гипотезу подтверждают результаты крупномасштабного исследования, проведенного в 2004—2005 годах в 24 европейских странах. Многие европейцы предпочитают иметь и сыновей, и дочерей. Согласно другим исследованиям, проведенным в Дании, Швеции и Финляндии, рождение третьего ребенка в этих странах вероятнее, когда двое первых одного пола, чем когда они разнополые. Вернемся к британцам. Расчеты показывают, что тактики собирателя купонов придерживаются не все исследованные семьи, а только 3,3%. В этой выборке больше семей с одним или несколькими мальчиками и одной девочкой или с несколькими девочками и всего одним мальчиком, чем при случайном ожидании. Причем родители стали регулировать состав семьи после 1955 года.

Конфуций (551—479 до н.э.) появился на свет лишь потому, что в китайской семье непременно должен быть сын, приносящий жертвы предкам. В первом браке у отца Конфуция родилось девять дочерей, во втором — хромой мальчик, а калекам запрещено совершать жертвоприношения. Конфуций, дитя отчаяния, родился от третьей жены, когда его отцу было уже 70 лет

Подобное поведение характерно не только для британцев. Чжан и Лун обратились к голландской базе данных, которая содержит сведения о 241 тысяче семейств с 1600 по 1999 год. Ученые выбрали 12 547 семей, в которых младший ребенок родился между 1940 и 1970 годами, как в UK Biobank. В этих семьях, как и в британских, после 1940 года приступили к «собиранию купонов». Анализ имеющихся данных свидетельствует о том, что детей обоего пола хотят иметь более трех процентов семей. На самом деле таких семей должно быть существенно больше, потому что на репродукцию влияет не только желание. Если родители не могут себе позволить иметь много отпрысков, они останавливаются, так и не достигнув поставленной цели. Поведение собирателя купонов возникло с появлением в обществе идеи равенства полов, а развитие

современных методов контрацепции помогло реализовать такое поведение, то есть прекратить размножение, когда цель достигнута. Наиболее вероятное количество детей в семьях собирателей купонов — три, среднее количество детей в британской семье — 1,7. В этой связи было бы интересно выяснить, не показывает ли снижение рождаемости, что над желанием иметь детей обоего пола преобладают другие интересы. Для этого надо проводить опросы семей более молодых, чем в британском Биобанке. И если речь зашла о желаниях, то иметь дочерей хочется далеко не всем. По данным европейского опроса, в странах, где пожилым людям угрожает бедность, родители, особенно мужчины, предпочитают сыновей. В странах с гендерным неравенством сыновей предпочитают оба родителя. Несколько лет назад сотрудники Пешаварского госпиталя расспросили замужних пациенток детородного возраста о желании иметь сыновей и дочерей и реальной демографической ситуации в их семьях. Пакистанцы хотят сыновей (некоторые — бесконечное число сыновей), и примерно пятая часть опрошенных не согласна даже на одну дочь. Чем менее образованны женщины и их мужья и чем они беднее, тем сильнее у них перекос в сторону сынолюбия. Именно на сыновьях лежит обязанность содержать родителей в старости, а дочерей надо выдавать замуж. Брак девушки стоит очень дорого, невесте полагается приданое, а сыновья, женившись, оказываются в прибыли. Нередко, когда во время дородового сканирования выявляется «не столь желанная» дочь, беременность прерывают, и аборты следуют один за другим до тех пор, пока не зачат «гораздо более желанный» сын. Неродившиеся девочки в Азии гибнут миллионами. Иммигранты из Китая, Индии, Филиппин, Кореи и Вьетнама не отказываются от этих привычек, перебравшись в США или Канаду.

Одна вторая Современная медицина позволяет людям корректировать пол потомства. Это чистый произвол, позволяющий преодолеть и генетический контроль, и суровую теорию вероятностей. Быть может, родители не всегда осознают свои желания, однако беспристрастный статистический анализ делает их явными. Соотношение полов можно контролировать разными способами. По данным, которые не всегда подтверждаются, на рождение мальчика влияют сложение, возраст и обеспеченность родителей, частота половых актов и уровень тестостерона в женском организме. А если не хочется вникать в эти тонкости, положитесь на статистику. Вероятность рождения ребенка желанного пола достаточно велика — одна вторая.

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Панацейка

Гинуры — съедобные и целебные

Илл страци Петра Перевезенцева

огда жители Северного Таиланда хот т восстановит исс ка щие сил , они ед т курин й суп с травами. Ничего удивител ного в том нет, европейц всегда считали курин й суп, а особенно бул он, наилучшим лечебн м питанием дл бол н х и в здоравлива щих, тайц же общеукрепл щие свойства бл да припис ва т не курице, а травам, в том числе одной под названием хунф нцай. Это растение родом из Юго-Восточной Азии, и у него много имен. В Малайзии его наз ва т самбунг н ва унгу, в Китае — гуан ин с н и цз б йцай, в Индии — кусумби, в Японии — хандама, в США и в Европе — окинавский шпинат и окинавский салат, а по-лат ни — гинура двухцветна Gynura bicolor. Ни к шпинату, ни к салату растение отношени не имеет, просто многие зелен е листов е овощи в простореч е наз ва т шпинатом. Гинура, или, как говор т англичане, джинура — обширн й род семейства астров х (сложноцветн х), в нем более 40 видов. Вперв е род описал в 1825 году французский ботаник и натуралист Александр Анри Габри л де Кассини (1781—1832), котор й специализировалс на систематике сложноцветн х. Стебли у гинур длинн е, разветвленн е, слегка одревесневшие; лист крупн е, длиной до 40 см и шириной до 14 см, м сист е, по кра м зубчат е, на кончиках заостренн е, сверху зелен е, снизу фиолетов е, за что

Фото Forest and Kim Starr

растение и полу ило свое название. Со вети желт е, оранжев е или красн е. Гинура л бит откр т е места: в лесу на месте падени дерева, по берегам рек, на обо инах дорог. Она предпо итает жаркие и влажн е тропики, но неплохо себ увствует и в сухой местности. Ее в ра ива т в ботани еских садах как декоративное растение, на планта и х, в гор ках, как гидропонну кул туру. Плод гинур напомина т плод одуван ика и пиевой енности не име т, а лист и м гкие молод е побеги ед т как зелен й ово . Китайска тради и с итает его охлажда ей пи ей, котору следует вку ат в полден , а готовит с «согрева ими» ингредиентами: имбирем, кунжутн м маслом или рисов м вином. Ово тот не простой, а ле ебн й. В Индии гинуру отварива т с рисом, и тим бл дом изгон т ки е н х паразитов, ле ат гипертони и зву желудка. На востоке стран при зве п т свежеотжат й сок из гинур и ентелл азиатской Centella asiatica. Лист приклад ва т к кровото а им ранам. В Гонконге кров останавлива т отваром из в суенного растени . Им обрабат ва т ран , а в слу ае мато н х кровоте ений и кровохаркан п т. Е е один оригинал н й ре епт дл ле ени мато н х кровоте ений — корни гинур и лист фринума опу енножилкового Phrynium capitatum, ту ен е со свин ми ел ст ми. В Китае и на Тайване испол зу т кстракт из елого растени . С итаетс , то он улу ает кровообра ение и останавливает наружн е и внутренние кровоте ени , снимает отеки, помогает при отравлени х, бронхите, угр х, воспалител н х заболевани х органов малого таза, амебной дизентерии, инфаркте и диабете. Лабораторн е исследовани гинур на али с ее биохими еского состава, ни его необ ного не обнаружили. Как вс кий зелен й ово , гинура — хоро ий исто ник кали . На фенол н е соединени — фенол н е кислот , флавоноид , танин и анто иан — обра а т особое внимание как на антиоксидант .

Листья и соцветия гинуры двухцветной

Биологи еску активност растени провер ли на клето н х кул турах и в кспериментах на гр зунах. Спиртовой кстракт из лист ев и стеблей о утимо снижал содержание гл коз в крови м ей, котор м скармливали бол ие доз крахмала или гл коз , водн й кстракт за и ал их пе ен от повреждений, в званн х алкоголем. Клини еских исп таний, к сожалени , кот наплакал. Их проводили спе иалист Университета Р к на Окинаве. До недавнего времени у жителей Окинав б л сам й низкий в Японии уровен смертности из-за инсул та и и еми еской болезни серд а, но сей ас тот показател примерно такой же, как в елом по стране. При ин тих изменений не вполне сн , но прин то с итат , то виной всему питание. Ран е окинав ели много зелен х ово ей, богат х калием, а калий подавл ет образование тромбов, снижает давление и помогает предотвратит серде н е приступ . Тепер их ра ион изменилс . У ен е проверили, то будет, если вернут в мен тради ионн е ово и. Дл того здоров м жител ниам Окинав от 18 до 38 лет дважд в недел прис лали домой набор, в котор й, помимо гинур , входили китайский гор кий огуре Momordica charantia, папай , сарептска гор и а, н на (трав нистое растение семейства астров х Crepidiastrum lanceolatium), пол н об кновенна и свекла. Добра половина тих растений о ен гор ка , неудивител но, то жители Окинав искл или их из своего ра иона. Однако после двух недел кспериментал ной диет , а с едали они примерно по 145—170 г смеси в ден , содержание кали в мо е исп туем х увели илос на 20% по сравнени с контрол ной группой, котору просили избегат тих ово ей. По содержани кали в мо е судили о его «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Гинура японская, клубненосная и токсичная

возрос ей кон ентра ии в крови. Кроме того, у исп туем х увели илос коли ество иркулиру их ндотелиал н х клеток-пред ественников, котор е поддержива т елостност сосудов и снижа т риск атеросклероза. По ему в исследовании у аствовали именно жен ин , у ен е не об снили. Гинуру двух ветну иногда наз ва т пинатом долголети . На самом деле так имену т гинуру распростерту G. procumbens. У нее длинн е, лаза ие стебли, котор е карабка тс по дерев м и склонам оврагов. В Малайзии растение наз ва т самбунг н ва, то озна ает «продлева ий жизн », а в Китае — бай бин ао (сто недугов). В тропи еской Азии им ле ат бол н е по ки, ревматизм, сахарн й диабет, запор и гипертони , лихорадку, воспаление и вирусн е инфек ии. Ка и у из лист ев нанос т на место укуса довит х насеком х — она снимает воспаление. В 2012 году китайска На ионал на комисси по здравоохранени и планировани сем и рекомендовала G. procumbens в ка естве нового продукта питани . Хот в Китае до той рекоменда ии гинуру распростерту спе иал но не в ра ивали, она тут же стала попул рн м ово ем и лекарственн м снадоб ем. Так то не все средства китайской народной меди ин име т многовекову истори . Гинура распростерта тоже практи ески не исследована. Растение умен ает отек и бол в м иной лапке после ин ек ии ксилола. Спе иалист Банкогского университета имени корол Чулалонгкорна (Таиланд) испол зовали гел со спиртов м кстрактом лист ев G. procumbens дл ле ени 25 бол н х бл е н м псориазом легкой и умеренной т жести. Дважд в ден гел наносили на бол н е места с одной сторон тела, а об ное в таких слу а х лекарство — 0,1% крем

триам инолона — с другой. Оба средства действовали одинаково. А в таиландском Университете Махидол показали, то гел на основе гинур распростертой см г ает воспаление при заражении вирусами простого герпеса HSV-1 и HSV-2, но с итат то средство сил нодейству им нел з . Всего в ка естве ле ебного средства испол зу т сем видов гинур . Их е е изу ат и изу ат , и особого внимани требу т проблем безопасности. Растени содержат токси н е дл пе ени пирролизидинов е алкалоид . Коне но, гинура гинуре розн , коли ество и состав пирролизидинов х алкалоидов завис т от окружа их условий и видовой принадлежности, и опасат с следует прежде всего гинур понской G. japonica, она же G. segetum и тусан и. Это одно из сам х попул рн х лекарственн х растений в Китае и Японии. Гинура понска образует клубни диаметром от двух до ести сантиметров. Клубни и в су енн е стебли растени в ма ива т в вине или принима т в виде поро ка при травмах, ревматизме, дл улу ени иркул ии крови и как обезболива ее. Этот препарат наз ваетс корнем гинур , по действи он сходен с корнем жен ен ложного Panax notoginseng, но доступнее и де евле. Китай , особенно живу ие в сел ской местности, где нет вра ебной помо и, асто им ле атс . К сожалени , в корне гинур много пирролидина, в з ва его венооккл зионну болезн пе ени, или нару ение проходимости некотор х пе ено н х вен. Болезн редка , в т желой форме смертел на . Китайские медики из Чж з нского университета набл дали за па иентами, заболев ими венооккл зионной болезн после того, как принимали корен гинур . Эти л ди не проходили химиотерапи , не страдали от болезней пе ени, не глотали дов, и ни ем ин м, кроме как гинурой, их заболевание об снит нел з . Все па иент уже немолод , им под ест дес т, корен гинур они принимали раз трид ат , симптом про вилис после 20—30 раза, но то ну дозу установит невозможно. Хоро а новост — некотор х бол н х удалос спасти. Гинура понска в з вает и дерматит. Пока известен ли один слу ай: кита нка раст нула св зки и приклад вала к бол ному колену лист гинур понской. На следу ий ден колено отекло и покраснело. Китайские медики, работа ие в университетских клиниках, предупрежда т, то тради ионна китайска меди ина небезопасна и трав нел з принимат без разбора и без контрол вра а. Обеспе ит безопасност помогут и правил но подобранн е лекарственн е сбор . Гинуру полезно со етат с лакри ей. Она содержит гли ирризин и гли ирретинову кислоту, котора снижает гепатотокси ност пирролизидинов х алкалоидов. А гинура двух ветна прежде всего со н й зелен й ово , богат й витаминами и тем полезн й. Разваривис , он становитс слизист м, и, если слиз вам не нравитс , готов те его о ен б стро, обжаривайте например.

Н. Ручкина

ДЭВИД ШПИГЕЛЬХАЛТЕР Искусство статистики. Как находить ответы в данных Перевод с английского: Евгений Поникаров М.: МИФ, 2020

ак статистика помогает нам лучше понимать мир? И как можно приходить к уверенным умозаключениям, когда у нас нет идеальных и полных данных? На эти вопросы отвечает «Искусство статистики» — одна из самых содержательных и при этом доступных книг по теме. С блестящими примерами, наглядными графиками, определениями, формулами и программным кодом в приложениях. В эпоху больших данных статистическая грамотность становится критически важной. Дэвид Шпигельхалтер познакомит вас с ключевыми принципами и показателями, которые помогают извлекать из данных знания о мире и отвечать на вопросы о нем. Он делает это на примерах из реальной жизни, показывая, как статистика помогает определить самого удачливого пассажира на Титанике, выяснить, можно ли было раскрыть серийного убийцу Гарольда Шипмана раньше, рассчитать количество деревьев на нашей планете, определить необходимое количество участников для достоверного медицинского исследования, вычислить количество безработных в стране и ответить на десятки других вопросов о нашем мире.

ИГОРЬ ШПИЛЕНОК Сто заповедных лет. Фотоистория большого путешествия. Том 1: «Брянский лес» — Владивосток: южный путь. Том 2: Камчатка

«С

Москва: МИФ, 2020

то заповедных лет» — итог четырехлетней (2013–2016) трансроссийской фотоэкспедиции Игоря Шпиленка — известного блогера, фотографа дикой природы, лауреата фестивалей «Первозданная Россия», «Золотая черепаха» и других. Экспедиция была посвящена 100-летию заповедной системы России, которое отмечалось в 2017 году. Автор проехал на автофургоне 60 000 километров, посетив более 50 заповедников и национальных парков, снимая ту природу, которую им удалось сохранить. Его машина побывала на берегах Берингова и Охотского моря, на вулканических плато Камчатки, проехала Приморье, Приамурье, Байкал, бескрайнюю Сибирь, побывала на Южном и Северном Урале, Белом море. Результат: фотокнига с захватывающими пейзажами, редкими животными и просто интересными кадрами тех мест, где мало кто бывает. Сопровождающий текст рассказывает одновременно о путешествии автора (в духе Стейнбека, в простом хронологическом порядке, со всевозможными происшествиями и приключениями) и об истории заповедного дела в России. В первом томе описан путь от заповедника «Брянский лес» до Владивостока через 28 заповедников и нацпарков. Второй том посвящен камчатскому этапу, который стал апогеем фотоэкспедиции.

Книги РИЧАРД ПРАМ Эволюция красоты. Как дарвиновская теория полового отбора объясняет животный мир — и нас самих Перевод с английского: Анна Васильева Москва: МИФ, 2020

смысление того, как брачные предпочтения — которые Дарвин назвал «вкусом к прекрасному» — создают необычайное разнообразие живого мира и способствуют эволюции. Все знают теорию естественного отбора Чарльза Дарвина. Не все знают другую его теорию — полового отбора, которая уходит в область эстетики. Профессор орнитологии Йельского университета и эволюционный биолог Ричард Прам описывает много примеров эволюции птиц, в которых эстетика первостепенна (вплоть до того, что крылья или хвосты перестают быть функциональными и делают их обладателей уязвимыми). И тот же эстетический принцип вносит свою лепту в эволюцию всех живых существ, включая человека. Выбор наиболее привлекательного признака брачного партнера формируется поколение за поколением, и в итоге этот признак становится определяющим для вида. Звучащие крылья, роскошные хвосты, украшения на головах или заметные гениталии самцов — все это многообразие мы наблюдаем благодаря эстетическому выбору скромных самок. Книга позволяет поставить себя на их место — и восхититься красотой всего сущего.

ДЖОШУА ФОЕР, ДИЛАН ТЮРАС, ЭЛЛА МОРТОН Atlas Obscura. Самые необыкновенные места планеты (дополненное издание) Перевод с английского: Наталья Белова, Алексей Бороненко, Мария Гескина, Татьяна Землеруб, Владимир Медведев, Михаил Попов Москва: МИФ, 2021

чень красивая подарочная книга. Авторы проекта Atlas Obscura собрали под одной обложкой более 700 необычных, странных, неизвестных, мистических, впечатляющих, странных, любопытных мест на Земле — природных и рукотворных — со всех континентов. Среди них Пещеры царя Седекии в Иерусалиме; Соляной человек из Чехрабада; баобар в ЮАР, в котором помещается целый паб на 15 человек; «Врата Ада» в Туркменистане; деревушка в Испании, где проходит ежегодный фестиваль прыжков через детей; кладбище кораблей в Бангладеше; пещеры светлячков в Новой Зеландии; Кольская сверхглубокая скважина в Мурманской области — самая глубокая в мире; гигантская голова Ленина в Улан-Удэ; Музей холодной войны в бункере в Оттаве и многое-многое другое. У каждого места есть описание и фотографии, а также указаны координаты — чтобы вы могли добраться и увидеть чудо своими глазами.

Подробности на сайте: https://www.mann-ivanov-ferber.ru «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Alamy Stock Photo

Sergey Zavyalov\Depositphotos\TASS

История современности

Кандидат исторических наук

Е.А. Курлаев

Институт истории и археологии Уральского отделения РАН

нн я ия

Не часто на наших глазах рождается новое научное направление, в перспективности которого

мы уверены. Сейчас именно такой случай. Речь идет о промышленной археологии. С естественными для нового направления проблемами самоопределения, нахождения своего места в ряду наук, со своими проблемами и достижениями. Начнем мы, однако, не с определения, а с определения места. Ведь первый вопрос археолога — где копать?

Почему Урал Современные индустриальные ландшафты Урала — наглядное отражение многовековой деятельности Российского государства по заселению и освоению края. Они сформировались под воздействием различных факторов: геологических, географических, технологических, экономических, политических. За триста лет, прошедших с начала массового строительства металлургических мануфактур в XVIII веке, Урал покрылся сетью рудников и заводов. Побродив по уральскому лесу, обязательно наткнешься на заброшенные горные выработки. Кто и когда их оставил? «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Компьютерная реконструкция Мазуевского завода. Общий вид в 1722 году

Помогут ли найти ответ наработанные методы археологического исследования? Выявить шурфы, рудники трехвековой давности среди тысяч других ям, оставленных рудокопами по всему Уралу, дело новое и непростое. Не сохранились в целости металлургические предприятия XVII–XVIII веков. Нет заводских построек — все они, за исключением печей, были деревянными. Плохо сохранились механизмы, нет и людей, которые могли бы рассказать о тонкостях выплавки и обработки металла в то время. Тем не менее первый опыт полевых исследований показал, что кое-где все же сохранились следы промышленной деятельности, а открытия, сделанные с использованием археологических методов, помогли в изучении истории промышленности края. Первые попытки поиска следов металлургических предприятий XVII века предприняли в 1960–1970-х годах А.И. Рассадович и Н.Н. Стоскова, но исследования не стали регулярными. С 1990 года археологией первых уральских заводов начал заниматься автор статьи. С конца 1990-х годов поисками памятников промышленности начинают заниматься в Екатеринбурге, Оренбурге, Перми, Уфе, в промышленных центрах Сибири: Барнауле, Змеиногорске, Омске.

И уже в 1999 году в Челябинске, где проходило XIV Уральское археологическое совещание, секция «Индустриальное наследие» заняла свое постоянное место на этом форуме. Но это лишь начало пути. Нет методических или теоретических разработок по изучению промышленных и других объектов последних трех-четырех столетий. В учебниках, монографиях, методических разработках нет разделов, где рассматривались бы методы интеграции письменных и вещественных источников. В вузах не готовят археологов, обладающих навыками комплексного историко-археологического исследования. Историки и археологи не разработали такие методы. Как ни удивительно, историки не считают археологические данные важными, а археологи редко посещают архивы.

Методология Исследование истории промышленности прежде было сосредоточено на социально-экономических вопросах — такова была идеология. Натурные исследования и музеефикация объектов требовали немалых денег — это тоже тормозило развитие. Кроме того, некоторые авторитетные ученые считали, что у археологических методов есть верхний предел — 1700 год, выше которого забираться не стоит. Иными словами,

Реконструкция доменной печи Кричный горн

Кроме того, наши исследования носят комплексный характер, который предусматривает синтез сведений письменных источников, методов и результатов археологических исследований. Если объем информации из письменных источников велик, то они становятся центром тяжести исследования, а классические археологические исследования — вспомогательными.

Источники

памятники XVIII–XX веков не могут быть объектами этой дисциплины. И вообще, бытует мнение, что архивные документы могут самостоятельно и полно осветить исторический период, по которому они вообще есть. Однако при работе с архивами становится очевидным, что эти источники далеко не всегда могут заменить археологические исследования. Остатки разрушенных памятников не могут выявить и описать специалисты других областей науки, это должны делать археологи. Опираясь на опыт исследования промышленных памятников, мы выделили круг теоретических, методических и прикладных проблем, которые необходимо решать. В изучении промышленных памятников можно использовать уже апробированные методы археологического исследования, которое состоит из трех этапов. Первый, полевой, включает в себя разведку, чтобы понять, где копать, и сами раскопки. Второй, камерально-лабораторный этап предусматривает исследование всего найденного в лаборатории. Наконец, третий, кабинетный этап — свести все в систему, внятно изложить результаты, встроить их в общую картину места и времени. Но нам сложнее использовать типологический метод, то есть систематизацию и привязку памятников и предметов ко времени, поскольку пока найдены лишь единичные образцы продукции, инструмента и других остатков промышленной деятельности XVII–XIX веков.

Мы используем два типа источников — письменные и вещественные. Письменные источники принято классифицировать по содержанию, происхождению, типам и видам, где типы представляют большие функциональные совокупности. Это законодательные материалы, делопроизводственная документация и так далее. В комплексном историко-археологическом исследовании в первую очередь необходима информация, указывающая на место объекта (завода, рудника) и время его существования: только в этом случае возможна идентификация искомых остатков. Однако в общем объеме сохранившихся источников XVII–XVIII веков больше всего документов законодательного и финансово-учетного характера (переписные, дозорные, платежные, таможенные, ясачные, окладные, приходные, расходные), где нет нужных нам сведений. Необходимую информацию чаще можно найти в материалах текущего делопроизводства. В XVII веке это были документы деловой переписки — грамоты, памяти, челобитные. Встречаются и экономо-географические описания, например, «доезды», содержащие сведения о топографии местности. Они очень помогают при описании угодий и месторождений полезных ископаемых. Имеется большой массив материалов XVIII века, известных под названием «ведений», которые содержат подробные сведения об устройстве и производительности заводов. Карты, планы, схемы и чертежи дают нам изображение давних исторических объектов, часто с помощью условных знаков. Каждый письменный источник того времени содержит какие-либо сведения, характеризующие события и объекты. Однако для их чтения требуются специальные навыки. Собранные исторические сведения мы анализируем, чтобы восстановить связи между различными фактами. Так создается последовательная, логически связная система исторических фактов — историческая канва.

Выбор имени Конечно, индустриальная археология отличается от традиционного представления об археологии — раскопки здесь редки и не всегда нужны. Например, «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

большинство британских исследователей считают, что индустриальная археология охватывает период после индустриальной революции, то есть последние два столетия. По их мнению, индустриальная археология — это междисциплинарная область, где имеют место исследования и работа профессионалов и любителей: архитекторов, горняков, инженеров, историков, археологов, металлургов, музейных работников, людей других специальностей. Между ними, занимающимися изучением и сохранением памятников индустрии, практически нет разделения по отраслевому признаку. Появление термина «индустриальная археология» более соответствовало начальному этапу изучения индустриальных памятников: их поиску и регистрации. На этом этапе использовали в основном методы описания и фиксации остатков, принятые в археологии и архитектуре. Со временем неучтенных объектов в Великобритании оставалось все меньше, и внимание исследователей переключилось на изучение, консервацию, реставрацию и музеефикацию уже известных памятников. Со временем термин все меньше соответствовал сути этой области науки — комплексному изучению и сохранению промышленных памятников. Поэтому в Международном комитете по сохранению индустриального наследия (The International Committee for the Conservation of the Industrial Heritage – TICCIH) термин «индустриальная археология» все чаще заменяют понятием «охрана индустриального наследия». Он более точно отражает содержание работ на индустриальных памятниках. В отличие от Великобритании, в России, при сложившейся системе научной специализации, нет необходимости всех исследователей, работающих с индустриальными остатками, считать «индустриальными археологами», хотя термин «промышленная археология» уже прижился в нашей стране. Здесь археологии с ее специфическими методами, в первую очередь раскопками, отводится роль вспомогательной исторической дисциплины, когда речь идет об изучении разрушенных и плохо обеспеченных документами промышленных памятников. Сфера компетенции промышленной археологии распространяется на период зарождения и деятельности российской промышленности в XVII–XX веках. Наш взгляд, чтобы не было путаницы, следует различать индустриальное наследие и промышленную археологию. Индустриальное, или промышленное, наследие — это следы и остатки промышленной деятельности, сохранившиеся и унаследованные от прежних поколений. Промышленная археология — это раздел археологии, изучающий промышленные памятники XVII–ХХ веков, в том числе и традиционными археологическими методами. Методы археологии позволяют выявить не найденное или уточнить спорное местонахождение предприятия, определять его инфраструктуру (рудники, дороги, места углежжения и т. д.); определять планировку завода и отдельных объектов, их особенности и этапы застройки; исследовать различные аспекты технического оснащения и технологических процессов

производства, используя методы естественных наук в работе с образцами остатков сырья, отходов, инструмента, продукции. Работа строится в определенной последовательности. Сначала надо собрать информацию из литературы и архивных документов. Потом проводится поиск и предварительное археологическое обследование памятника. Далее — раскопки, сопоставление их результатов с данными письменных источников, привлечение специалистов других областей науки для изучения обнаруженных остатков производства. Наконец, консервация и музеефикация остатков сооружений. И в итоге создается модель реконструированного предприятия и процесса производства на нем с использованием компьютерной графики. Вот наши результаты, разделенные как раз на эти этапы.

Разведки За прошедшие два десятилетия автор организовал поиск и исследование нескольких памятников: местонахождения горных работ поисковой экспедиции М. П. Селина и Я.Т. Хитрово (1669–1674), Невьянского рудного железного дела — Ницинского завода (1630–1680), Тумашевского (1669–1675), Шувакишского (1706–1716), Мазуевского (1704–1744), Уктусского (1704–1750) и других старых заводов. Наибольшая наша удача связана с поиском следов поисковой экспедиции за серебром, проходившей в 1669–1674 годах. Это была крупнейшая в то время геологоразведочная экспедиция. Мы обнаружили оплывшие рвы и шахты, точно соответствующие описаниям XVII и XVIII веков. Они находятся на крутых склонах горы, поросших вековым сосновым лесом, на северо-восточной окраине города Златоуста. Местонахождение и датировку горных разработок установили, соотнеся современную топонимику и топографию местности, с сохранившимися в архивах документами. Что касается датировки археологическими методами, то на месте горных работ не обнаружено культурного слоя и находок, которые можно отнести к XVII веку. Образование культурного слоя на месте кратковременных разработок маловероятно. Впрочем, предметы быта того времени вряд ли внесут ясность, нужно было бы найти монеты или иные предметы, которые позволяют установить точную дату. Тем не менее нам удалось установить и точное место, и дату памятника.

Раскопки На заводах Урала в XVII–XVIII веках все постройки были деревянными, поэтому до наших дней не сохранилось в целости ни одного промышленного объекта того времени. В лучшем случае здания разрушились естественным образом и отложились в культурный слой, в худшем — были уничтожены более поздними перестройками. При исследовании скрытых в земле остатков археолог

становится ключевой фигурой, без которой не смогут полноценно работать другие специалисты (архитекторы, историки, реставраторы, музейные работники). Археологический поиск и исследование культурного слоя — трудоемкий и дорогой процесс, поэтому невозможно уделить равное внимание всем памятникам; необходимо выявлять уникальные и пытаться сохранить хотя бы некоторые из них. Идеальными для исследователя остаются так называемые «чистые» — однослойные памятники. Объект существовал относительно недолго, потом его забросили и забыли. Впоследствии он разрушился естественным образом, но при этом в архивах сохранилось много документации.

Реконструкции Одной из мотиваций создания компьютерной модели промышленного предприятия послужил доклад французского ученого Терри Спета в Нижнем Тагиле в 1993 году. С помощью компьютерной графики исследователь создал трехмерные статичные модели раритетных механизмов конца XIX века. Тогда-то мы и выбрали для исследования и реконструкции уникальный памятник — Мазуевский многопрофильный металлургический завод; в свое время он назывался железоделательным. Впервые я побывал на заводской площадке в 1993 году. Мы собрали много архивных документов об истории завода и на их основе в 1997 году вместе с Ю.М. Барановым начали моделировать на компьютере заводские механизмы. К 2000 году мы создали впервые в России компьютерную анимированную модель предприятия. Мазуевский завод основал в 1704 году предприниматель Ф.И. Молодой — к юго-востоку от города Кунгура. В первые десятилетия XVIII века на этом предприятии возникли все основные типы металлургического производства того времени: сыродутные печи, медеплавильные печи, молотовая, домна. Жизнь Мазуевского завода известна довольно полно, потому, что сохранились документы. В первую очередь — это описи передачи имущества, где имеются подробные данные о заводских строениях и механизмах. В фондах Российского государственного архива древних актов есть описания завода за 1704, 1707, 1715 годы и два чертежа 1722 года. В Государственном архиве Свердловской области мы нашли описания построек и заводского имущества, датированные 1712, 1721 и 1744 годами и чертеж 1744 года, изображающий еще действующие и уже разрушенные объекты. В документах приведены размеры плотины и заводских построек, указаны расстояния друг от друга. Имеются некоторые сведения о технике строительства (сделаны взаплот, срубом, крыты дранью), приводится внутреннее устройство цехов (количество печей, водяных молотов и мехов), перечисляется инструмент на каждом рабочем месте. Для историков такие сведения могут показаться излишними, но для технологической и технической реконструкции завода они необходимы.

После того как у нас сформировалось достаточно полное представление о внешнем облике объекта, его механизмах и технологических процессах, мы приступили к моделированию. Реконструкцию объектов Мазуевского завода осложняло то, что у нас не было данных об их пространственных формах, высотных размерах и многих конструктивных деталях. Но можно предположить, что предприятие строили в рамках технических традиций, сложившихся в отечественной металлургии XVII и начала XVIII веков. Поэтому для воссоздания внешнего облика цехов мы использовали данные о других уральских заводах. В итоге мы реконструировали внутреннее устройство молотовой и доменной фабрик, графически воссоздали заводскую площадку Мазуевского завода и окружающий ландшафт, в том числе сделали трехмерные модели заводского пруда, реки Мазуевки, плотины с двумя рабочими прорезами и водоводными ларями, доменного, молотового и медеплавильного цехов, а также вспомогательных помещений (кузницы, меховой, «припасного» сарая, известкового амбара, усадьбы заводчика). Наше компьютерное моделирование затронуло не только внешний облик завода, но и интерьеры цехов, технологическое оборудование (кричные молоты и горны, водяные колеса, воздуходувные меха, доменную печь, литейного двора), а некоторые производственные процессы (ковку железа под молотом, выпуск и разливку чугуна из доменной печи, работу мехов и водяных колес) мы оживили с помощью анимации. Смоделировано освещение трехмерной модели заводского комплекса, выбраны и установлены в пространстве источники света, произведена настройка теней и атмосферных эффектов. Для демонстрации мы сделали видеофильм «Мазуевский завод в 1722 году».

Опыт решения задачи Реконструкция утраченных исторических объектов — сложная задача, которую приходится решать, исходя из неполных и неподтвержденных данных. Но это все же проще, чем изготавливать полноразмерные макеты подобных объектов. Компьютерные методы моделирования помогают ученым визуализировать объекты исследований и дают возможность любознательной публике погружаться в прошлые исторические эпохи и буквально походить по старинному заводу. А если вдруг историки и археологи обнаружат новые данные, в компьютерную модель удается вносить изменения. Наш опыт можно распространить и на другие памятники археологии этой эпохи: жилые, культовые, погребальные. Да и других эпох тоже. Работа историков, археологов, музейщиков со специалистами по компьютерной графике позволяет по-новому подойти к решению задач исторической реконструкции. Логика и практика развития вспомогательных дисциплин постепенно приводит к тому, что каждая из них становится отдельной областью знания. Со временем и промышленная археология обретет четкие контуры нового научного направления на стыке археологии и истории промышленности. «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Фантастика

Татьяна Левченко ия Сергея Дергачева

олдня пути от Северки остались за спиной. Начало темнеть, но разбитый в пыль Сибирский тракт казался белым. Лес расступился, дорога вывела к развилке. Никита задумался. Свернуть налево, попытать счастья на Хрустальной Горе? Недалеко, и ночлег искать надо. Вон туча с юга ползет, зарницы сверкают. Да говорят, что хозяин карьера на Хрустальной — упырь. То не диво, конечно, все хозяйчики пьют кровь у работников, так или иначе. Может, оно и к лучшему, что люди про то знают, и много упырь не выпьет. Или податься на Крылатовский рудник? Платят на золотишке неплохо, и заправляет там не нелюдь, а просто мертвяк. Бледный, спокойный, равнодушный. Зато управляющие — звери, хоть и люди. Но все ж получше, чем как на Гумёшках в прошлом году. Там перевертню отдали в концессию медный рудник. И, как полная луна, — так он съедал кого-то из горняков. Зря он, конечно, это делал. Местные его поймали да зажарили на костре, пока в волчьей шкуре гулял. Наверно, и съели. Только вспомнил про того оборотня — сразу почуял запах дыма. Тянуло костром и едой. И давно забытым — отцовским домом, горячим хлебом из печки. Зашлось сердце от тоски, да так засосало под ложечкой, что свернул Никита с дороги и зашагал к костру. Конь, привязанный к телеге, щипал траву. Тишина перед грозой стояла — комара слышно. Хотелось поближе подойти, тайком разглядеть людей. Но дядька, что сидел у костра, вдруг встал и сам пошел к телеге. Достал что-то — и снова спрятал. Лицо в сумерках не разглядеть, ясно только, что немолодой уже. И не местный, в полосатом городском пиджаке, брюки навыпуск. У костра осталась девушка — может, дочка. Она что-то высматривала, словно уже заметила Никиту. Он отвернулся, чтоб не почувствовала взгляда.

Ясное дело, Никита не считал себя злодеем или вором. Но когда в брюхе второй день играет музыка, разве грех — прихватить кусок хлеба или еще чего? Надо только хорошенько раздуть костер, чтоб все потонуло во мраке, и тогда… Никита тихонечко дунул на огонь — и тот взлетел чуть не до неба. Девушка вскрикнула. То ли силу не рассчитал, то ли дар этот — проклятый. Конь почуял чужака, заржал. Дядька обернулся: — Что там за шутник прячется? А ну, выходи на свет! — и потянулся за головешкой. Что ж поделать… Никита неспешно подошел к костру, стянул шапку и с достоинством поклонился: — Доброго здоровья! Пустите погреться у огонька? — Помогай Бог! Да неужто замерз до ледышек? Огонь не купленный, садись. Знакомиться будем? Меня Василием Митричем звать, а это дочка моя, Оксана. Сам-то кто будешь? — Никита Жаров я, с Северского карьера иду. Там новые цеха строят, добычу остановили. Хочу на Хрустальную Гору податься, — а сам напряженно всматривался в незнакомцев. Вроде разговорчивый этот дядька на разбойника не похож. — А мы в Медное, на старый рудник. — Разве его снова открыли? — Ага… Оксана отрезала ломоть душистого подового хлеба, протянула Никите. — ...и пойми ты наконец — он тебя не съест, только глянет, — обернулся Митрич к дочери. — Как глянет, так и отстанет! — раздраженно ответила Оксана, и добавила уже тихо: — Тятенька, может, вернемся в город? — Не повезет с работой — вернемся. А пока — чтоб я больше не слышал! Вот ведь детки пошли... — Митрич вздохнул, — батька ей не указ. А ты, Никита, мотай на ус — я тихий, пока дочку не обижают. — И шепотом добавил: — Это если вздумаешь приударить, понял? Никита кивнул и усмехнулся — хорошее начало знакомства. Туча тем временем росла — и закрыла полнеба. Молнии зашлись в дивном танце, словно живые. Метили в верхушки корабельных сосен и разлетались ярким фейерверком. Ударил ливень — и сразу погасил костер. — Чего сидишь, помогай! — Митрич с Оксаной бросились к телеге. Грянула гроза, и тут же рядом полыхнула молния, аж душа в пятки ушла. Никита растерялся — что делать, куда прятаться. Вскочил и вместе со всеми начал разворачивать брезент... И тут заметил сверток — наверно, тот самый, что Митрич прятал. Потянул на себя. Крепкая рука схватила за запястье: — Не умеешь — не начинай. Проваливай, пока цел! От неожиданности Никита выронил сверток, тот раскрылся, и из холстины выскользнул в траву полуштоф горькой. — Ты что же, снова за свое? — Оксана стала руки в боки, забывши про ливень. «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Митрич смутился, даже вроде ниже ростом стал. А Никита наконец разглядел лицо Оксаны. И вдвойне стало стыдно за свой поступок. — Простите, если сможете. Не вор я! — Он корил себя, да что ж теперь поделать. — Не гони его! — вдруг сказала Оксана. — Пусть хоть ливень переждет. — И бросила Никите: — Дурень ты! Брать у нас нечего, мы сами нищие. — Пожалела... — пробурчал Митрич. — А зря. Хуже б не вышло. Только и знаешь, что с отцом спорить. — Гроза утихнет — сам уйду. — Никита опустил глаза. — Я страх как тех молний боюсь. Втроем залезли под телегу. Со всех сторон струились потоки, конь громко отфыркивался от воды. В зигзагах молний Никите мерещилось что-то живое, страшное и манящее одновременно. Он резко тряхнул головой, представляя, как разгорается костер. Снова хотел немного добавить огня, но кострище дружно занялось. Оксана охнула: — Что это? — Ты глянь, доченька, какой знатный гость! Что ж — неплохо! — В детстве молния меня мало не зажарила, — словно извиняясь, сказал Никита. — Хоть и следа не осталось, но с тех пор вот это… Митрич выкатил из костра уголек и начал раскуривать трубку. — Раз такое дело, надо поговорить. Мы с дочкой едем на старый Шилово-Исетский рудник. Он лет сто как был затоплен, с катерининских времен. А тем летом немец Захарий Штор взял его в концессию, может, слышал? Выписал из заграницы чудо-насосы, и дело, говорят, наладилось. Но тут по медной жиле пошел рудничный газ. Обычно-то он в угольных шахтах бывает, а для медного рудника это невидаль. Меня позвали выкуривать тот газ. Опасная работенка, зато и жалованье неплохое. Раз ты способен на такие штуки с огнем, поехали вместе. Дело как раз для тебя. — Нет, — насупился Никита. — Я ограбить хотел, а вы ко мне с доверием? Митрич улыбнулся: — Я не из пугливых. И в людях немножко разбираюсь. Да и старый уже, помощник не помешает. Может, заодно и воровать разучишься — по ненадобности. Никита снова помотал головой: — Невезучий я. Куда ни приду, все не впрок. Я ведь и с Северского карьера ушел не потому, что цех остановился. Просто новый хозяин — водяной, и дурно ему было, когда я мимо проходил. Не хочу снова на нелюдь нарываться. Лучше батраком в село или зимогором стать, чем лезть под землю. Чтоб задохнуться или с голоду околеть, помощи не дождавшись? Не. — Упрямый. Это хорошо. По-другому спрошу. Будь твоя воля — согласился бы избавиться от неудач? — Спрашиваешь! А как? — Сейчас не скажу, но средство есть. Для этого и надо ехать в Медное. Да скажи мне, какая разница, где та непруха подстережет? Или испугался? — Митрич хитро глянул исподлобья.

— Вот еще! Только «на слабо» меня не взять. Может, и соглашусь. А как это — выжигать газ? — Он легче воздуха, без цвета и запаха. Прячется в тупиках, под кровлей забоя. В шахте он всегда есть. Но иногда из трещин и пустот его столько лезет, что аж скворчит. Англичане зовут его диким огнем, потому что похож на болотные огоньки. Я по молодости подался с приятелем на заработки в Германию, на угольную шахту. В городке поблизости и любушку себе нашел, на свидание собрался. Смена моя была, ну и поменялся с другом. Но как только их бадья ушла на шахтный горизонт, услышали мы дикий грохот. Земля задрожала. На-гора полетели камни... будто выстрел из пушки. Кто выжил, рассказывал, как смотритель поднял лампу — крепления проверить. А там газ. Ну и вспыхнул… Я не рад был, что спасся. Виноватым себя считал, что друг погиб. И вызвался выжигать газ. Когда-то таких называли покутниками — кающимися грешниками. Брал покутник факел и в мокром тулупе, в маске обходил галереи. Убедиться, что газа нет. Или что он есть. Если погибал, ждали, когда прогорит огонь и очистится воздух. Бывало, что покутник возвращался, но начисто лишенный рассудка. Вот и я считал себя таким покутником и лез в самые лихие места, лишь бы угомонить совесть. Я смерти искал, играл с нею в прятки. Давнее дело — было, да сплыло. Теперь я осторожным стал, не хочется дочку одну оставлять. Надо ей пару достойную найти. Когда-нибудь старуха с косой обыграет... Но лучше сгинуть с факелом в шахте, чем от старческой немощи в постели. А что до друга — надеюсь, простил он меня на том свете… Теперь скажи — стоит оно того? — Стоит! — помолчав, кивнул Никита. — Пойдешь подмастерьем? — А, была не была. Тем более, заживо сгореть мне не светит... Согласен! — Славно! Только вот что я тебе скажу. Про твои дела с огнем — никому ни словечка! Даже не думай про это. Особенно если рядом окажется Захарий Штор.

овых рабочих господин Штор лично встречал у собственного дома. Вдоль окон был настелен деревянный тротуар в два наката по бревнам — единственный такой во всем Медном. Сам Захарий — щуплявенький, небольшого росточка, в наглухо застегнутой дорожной куртке, бриджах и высоких, до колен, сапогах-дудочках. Такой себе «колонизатор». Пробкового шлема не хватало. Штор приветливо кивнул Митричу, Никите и учтиво поцеловал руку Оксане. Говорил почти без акцента, давно жил в России и знал, что к чему. Митрич подтолкнул Никиту вперед: — Это мой товарищ и компаньон. Работа у газожега такая, что в любой момент можно с жизнью расстаться. Потому надобно напарника иметь. Согласен ли господин управитель принять обоих? Штор поморщился и пробуравил Митрича недовольным взглядом:

— Ну ты нахал! Митрич и бровью не повел. Тогда Штор выдавил на лице улыбку и протянул Никите руку: — Хоть не было такого уговора, но соглашусь платить тебе как Митричу. При одном условии. Выпей со мною пива. Вон в том трактире. — Странный вы господин! Но почему нет… Выпили до дна, Штор взял кружку Никиты и с силой бросил на пол. Разлетелись черепки. — На счастье! — усмехнулся Штор. Но вдруг побледнел и зашелся кашлем. Никита чувствовал, как по спине побежали мурашки. Что-то непонятное случилось с ним в тот момент. С тех пор Никита стал внимательно присматриваться к Штору. Тот держался просто, со всеми почти запанибрата. Вежливый и улыбчивый. Но вокруг него царила звонкая пустота. Кто он на самом деле — человек или нелюдь — трудно было сказать. Хорошо уже, что никого не ел. Временами разводил церемонии, был нарочито вежливым, а порою несдержанно шутил. И все время радостно улыбался, словно светился изнутри. Только после разговора с ним становилось людям нехорошо. Однако это быстро проходило. Поблизости от рудника поставлен был длинный сруб под железной крышей, с наспех связанными рамами, в которых гулял ветер. Артельная казарма. Внутри — крошечные коморки, в каждой ютилось по два человека. Соседом Никиты стал седоватый пожилой дядька Нечай. В первый же день Никита застал Нечая за странным занятием. Тот вязал из соломы куклу–мотанку и ничуть не стеснялся своего занятия. Непривычными для такого дела руками с узловатыми пальцами Нечай старательно наматывал пряди льна, приглаживал и, прищурившись, рассматривал — нет ли изъяна. — Зачем это? — удивился Никита. — Скоро новый штрек начнем. А в таком разе надо у Огнёвки разрешение спросить. Иначе не просто не повезет. Она и погубить может. — Огнёвка? Кто это? — Заступница наша, берегиня. Добрым людям помогает, а лихому человеку лихо чинит. — Так что ж она прячется под землей, если сильная такая? — Потому что люди других богов нашли. — А ты до сих пор в нее веришь? — И не только я. Мы в дом ее врываемся. Вот и готовим подношения, все по очереди. Все лучше того, что вытворяет с нами Штор. Только ему о кукле — ни словца! Усек? — Да усек. Что вы этого Штора так боитесь? Он силу отбирает? — Если б только! Словно клоп, жирует с чужой удачи. Он пиво с тобой пил? Кружку об пол разбил? Вот! У каждого эта нелюдь ворует толику того, что вроде и забрать нельзя — понемногу упорства, везения, упрямства. Только Огнёвка — она сильнее Штора. Нашей Берегине молились еще те, кто в этих краях жил сотни лет назад. Теперь про нее забыли, но она от этого не стала слабее.

— С такого неудачника, как я, Штору нечего взять. Наоборот, наверно, ему не по себе стало. — И Никита громко захохотал. — А догадываешься, чем Митрич расквитается? — грустно спросил Нечай. Никита нахмурился и промолчал, почему-то сразу вспомнив об Оксане. Разгулялись дожди, лес словно растворился в тумане, холодно стало, промозгло. Никита с Митричем медленно спускались в бадье на горизонт, в полумрак рудника. Под землей нельзя про горных духов вспоминать, страшно, когда вокруг вечная тьма и могильная толща земли. Но такими они с Митричем и были сейчас — настоящими горными духами. Волчьи шкуры до пят, мехом внутрь. И шапки по самые глаза. Когда горняки поднимались на-гора, они вдвоем осторожно обходили рудник. В первый раз Никита не выжигал газ, только шел за Митричем след в след на отдалении. Учился. Тот держал на вытянутой руке длинный факел, трещавший и чадивший гарью. В тот раз лишь в дальнем «рукаве» рудника под кровлей скопился газ, где вся руда уже была выбрана. Газу было столько, что от факела он не вспыхивал, а дрожал язычками. Они висели в воздухе и в самом деле смахивали на огоньки, что гуляют ночью по кладбищам. — Митрич, а ты Огнёвку видел? — спросил вдруг Никита, разглядывая язычок пламени, плывший прямо перед глазами. — Не болтай про такое в руднике, — строго сказал Митрич. — Пошли отсюда. А то надышимся так, что и Огнёвку скоро увидим. Давай, шевелись! — Подумаешь! А если она красивая? Возьму да женюсь. — Вот я тебя сейчас оженю! — Митрич примерился к толстой палке, валявшейся под ногами, но Никита уже дал деру… Дело нехитрое, скоро Никита в одиночку выжигал газ. Хотя была еще одна причина, по которой Митрич редко стал спускаться в рудник. Он все больше прикладывался к бутылке и уже не прятался от Оксаны. Твердил, правда, что так надо. Что у пьяного Штору нечего взять. Пусть так, только навеселе к их делу тоже приступать нельзя. Штор урезал Митричу плату, однако не гнал. А газа становилось больше. Когда Никита поднимался на-гора — не только тулуп и шапка покрывались копотью, лицо тоже было как у горного духа. До рассвета дым из выработки успевал уходить через устье ствола. Оседала гарь, и новая смена приступала к работе. Штор построил три аккуратных домика для горных инженеров, из которых один пустовал. Его отдали Митричу с дочкой. Удивлялись сначала, почему Штор терпит пьянчугу. Но вскоре на въезде к руднику появились ворота с вывеской: «Zeche Oxana». На родине Штора шахты с женскими именами были обычным делом. Но тут горняки потихоньку смеялись. — Ты разве не знал? — удивился Нечай. — Митрич хочет Оксану отдать за Штора. Потому и привез с собой. Штор овдовел, собрался тут жениться да осесть. Знать, Оксана ему по нраву — говорят, проходу не «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

дает. Только ей он, видать, не по вкусу. А может, кто другой на уме. Вот Митрич и сорвался в горькую — и Штора боится, и дочку жалко. Нечай рассказывал, как о чем-то забавном. Но Никита надолго задумался после этого разговора. На «горизонте» всегда влажный прохладный воздух. Мерцают фонари, а вокруг — будто дымка. Вот однажды кто-то забыл фонарь по ту сторону дымки. И показалось Никите, что прозрачное облако превращается в фигуру. В женскую фигуру. И шепчет, обращаясь к нему: «Выбирай, кто тебе дороже!..» — словно эхом отдается в голове. Никита чувствует, как по спине катится холодный пот, настолько ему страшно. Опрометью бежит к бадье — и на-гора, на свет, где никто не бормочет в уши. И сразу видит Оксану. В последнее время она почти всегда рядом. Может, чтоб не видеть пьяного отца. Или… — Почему ты бледный? Никита понял, что даже гарь не скрывала страха, который только что пережил. «Пусть бледный, зато живой». Оксана подошла вплотную к нему и коснулась рукой щеки. Нежно так, будто Никита ее любимый. Горняки смотрели, смеялись исподтишка, но Оксане это не мешало. Словно тоже была чуточку пьяна. — Ты хороший, — тихо сказала, почти шепотом. — Повезет той девушке, что влюбится в тебя. Но ты не слушай меня сейчас, что-то тяжко на сердце. Скажи дяде Нечаю, что вечером приду. — И пошла прочь. — Вот девка! — с восторгом сказал кто-то из горняков. — Не только Штору, и черту отпор даст. А с этим дурнем такая ласковая... Эй, Никита, проснись! — Что? — Да застыл, говорю, как соляной столб. — И горняк захохотал. Вечером Оксана пришла в их коморку и нерешительно встала на пороге, держа клетку с маленькой желтой птичкой. Нечай засуетился, прибираясь в холостяцком жилище. — Это канарейка. На угольных шахтах без нее не идут в забой. Возьмите под землю, когда тот штрек пробивать начнете. Пока поет — ничего не бойтесь. А замолчит — быстрей на-гора! Храни вас Бог! — И убежала. — Никита, не проворонь ты свою долю, — хлопнул по плечу Нечай. — Открой глаза! Она же по тебе сохнет. — Нравится она мне. Очень... Да ведь не зря ее именем Штор рудник назвал. Может, и свадьба скоро? — Разве ж это не от тебя зависит? — подмигнул Нечай. Настал день, когда по приказу Штора начали пробивать новый штрек. Пока ставили крепь, дядька Нечай рубил небольшие ниши и прятал в них куклы-мотанки. Первые дни все шло отлично. А дальше посыпалось как из мешка... То поплывет крепь, то появится газ именно там, где Никита или Митрич его только что выжигали. Одним этот газ казался сладковатым, другие говорили, что пахнет грибами. И не просто пахнет, а

таким густым казался воздух, что из него преспокойно можно было сварить грибной суп. Бывало, газ выдавливал слезы, а временами вызывал безудержный смех. И лишь Никите все было безразлично. Потому что видел то, что не дано увидеть никому. Однажды выжигал Никита газ под кровлей наклонного штрека. Вдруг факел погас. Пока снова зажег — повело в сторону, закружилось перед глазами... Упал без памяти. Надышался. Спасло то, что выработка круто забирала вверх. Как только скатился, сразу пришел в себя. Что-то огненное мелькнуло — и погасло. Померещилось или нет? Никита увидел большой валун, через который не смог бы перекатиться сам. Оглянулся — так кто же его спас? Пусто в руднике. С тех пор Никите чудилась вдалеке огненная девушка необычайной красоты. Словно манила за собой. Может, и в самом деле влюбилась, почуяла родную душу. После смены она снилась, а ночами он искал ее в руднике, и не просто так, а мечтал жениться. Ее не спросив? Ну и что! Шепот ее — нежный, манящий — заставлял забыть обо всем на свете. Где бы ни увидел эту фигуру, упрямо шел за ней, в самые опасные места. Но каждый раз она пропадала, словно дразня… Но про Оксану тоже не забывал... Видел — и мечтал о ней. А стоило спуститься в рудник, и все мысли — только про Огнёвку. Сначала над ним смеялись, потом хотели от рудника отлучить. Кому нужен безумный газожег… Вот так и разрывался «между двух огней». И сам не понимал, чего хочется больше. Однажды Никита увидел, как Штор подошел к Оксане, грубо взял за руку и что-то сказал. Она насупилась, вырвала руку и быстро ушла. Никита разозлился: — Отстань от нее! — Иначе что? — тихо спросил Штор и улыбнулся: — Разве Оксана невеста твоя? Все говорят, что у тебя там... ну, с Огнёвкой дела. — Что? — Постой! — Штор увидел, как побагровело лицо Никиты. — Может, опрокинем по рюмочке и все обсудим? Согласен? «Хочешь все силы вытянуть из меня? Попробуй!» Они направились к трактиру. — Оксана мне нравится. — Штор не поднимал глаз от бокала. — И я умею ждать. Когда-нибудь она сама поймет. Или Митрич уговорит. Все равно по-моему выйдет. Зря ты путаешься под ногами. Так что, пьем твое здоровье? — Пьем! — И вместе подняли бокалы. Никита выпил — и первым с размаху бросил бокал. Словно взорвались осколки, а Штор побледнел, схватился за стол, а потом бессильно рухнул на пол. Сразу подскочил услужливый хозяин, помог подняться. Но Штор оттолкнул его. — Берегись! — тихо предупредил Никиту и поплелся домой. Никита чувствовал, как мышцы наливаются силой. Все, что украл у других Штор, текло сейчас перед ним огненной рекою. И только удары сердца отдавались в голове. Выдержит ли он все это?

удес в руднике становилось больше. Последней каплей стал пирит, от золота почти неотличимый. Между горняками начались драки. Шептали, что это Огнёвка не пускает. А Нечай искоса, с подозрением, посматривал на Никиту. Тот однажды не выдержал: — Может, скажешь, что не так? Нечай смутился, но взгляд выдержал и чуть ли не с угрозой изрек: — Это твое невезенье гуляет по руднику! Никита растерялся и не знал, что ответить. Вскоре к Захарию Штору отправились старшины с просьбой остановить проходку. Штор встретил делегатов, сидя в кресле, — бледный, слабый, но взгляд злой. — Вот вы где у меня! — И показал сжатый кулак. — Захочу — возьму то, без чего не жить! Так что не дурите, продолжайте работу. А с Огнёвкой вашей я разберусь. Только с уговором — пусть Митрич сделает, что обещал. Или голодранцу дочку отдашь? Старшины повернулись к Митричу. — Не нужна ему Оксана, — мрачно ответил тот. — Никита в облаках витает. Да и не отдам я дочку за газожега. — Ну что ж, Митрич, еще поговорим. А сейчас — живо все на рудник! Замолкла канарейка, и на минуту повисла тягостная тишина. А потом все побежали к бадье, чуть не обрывая сигнальный канат. Нечай крестился и подгонял коня, крутившего подъемную лебедку. — Что случилось? — крикнул Никита. — Сейчас рванет! Никита запрыгнул в бадью, шедшую вниз, за теми, кто еще оставался в руднике, и сразу бросился к тому штреку. Навстречу бежали люди, едва не сбивая с ног. Остановился, вгляделся в темноту — и вдруг увидел, как издали несется огненная волна. Еще немного — и спасения не будет. Он крикнул: — Прости их, Берегиня! Если кто виноват, то только я. Меня забирай, а их — не надо! — И со страхом закрыл глаза… Огненная волна остановилась за полшага. Вокруг бушевало пламя, переливаясь от ярко-желтого до багрового. А потом медленно отступило. Посыпались камни, запирая штрек, вдалеке с грохотом рухнула крепь… Никита потерял лампу, на ощупь по памяти добрался до ствола. Но вернулся живой и здоровый, только волосы опалил. Оксана молча прижалась к нему, обняла и ни слова не сказала. Никита думал о своем. Огонь окутал, не зацепил. И сквозь пламя будто слышались слова: «Все хорошо, я с тобой... Я всегда рядом». Ту силу, что забрал у Штора, Никита отдал. Да и свою тоже. Зато все живыми вышли из рудника. Но только ленивый теперь не болтал, что беда от Никиты перешла на рудник. Что его невезение всему виной. Что вредил, а не спасал... Глядели хмуро, искоса. Никита догадывался, кто разболтал, но было уже все равно.

Митрич, на удивление трезвый и злой, спросил: — Ты почему не выжег газ? — Ну как... Все же знают. Девушку там увидел, быструю и яркую, как молния. — И подмигнул. «Пусть считают сумасшедшим, нечего терять». Митрич не ответил, только глянул странно… Когда ушла гарь, Никита снова спустился в рудник. Долго бродил по опустевшим выработкам, где когдато впервые увидел свою Огнёвку, наяву или во сне. Но ее не было нигде. Утром Штор отправил посыльного в Екатеринбург. Сам закрылся в доме и до вечера не показывал носа. Приехали два полицейских чина. Недолго поговорили со Штором — и направились к рабочей казарме. — По твоей вине не выжжен газ, что причинило великие убытки концессии господина Захария Штора. Утром поедешь с нами в город, в участок. Дальше суд, и все — тюрьма. Никите связали руки, хоть он бежать не собирался. И виноватым себя не считал. Заперли в чулане, куда сажали буйных выпивох. Штор прислал мальчишку к Митричу — сказать, что утром ждет Оксану. Не придет — ее воля, только Никите хуже будет. Пусть решает. Митрич оцепенело сидел за столом, до белых косточек сжимая кулаки. — Прости меня, доченька, — наконец вымолвил он. — Не того я хотел. Оксана глянула так, что Митрич надолго замолчал. Когда поужинали и погасили свет, тихо вышла из дому и помчалась к казарме. Отдышалась, еще раз про себя повторила то, что должна была сказать. И громко постучала в окошко. Так, что стекло задрожало. Выглянул сонный Нечай. — Дяденька, дело у меня. Про Никиту хочу поговорить. Нечай выскочил сразу: — Что ты, дочка, задумала? — Дяденька Нечай, ведь ночью в руднике никого? Опусти меня туда, где Никита Огнёвку видел. Нечай помолчал, покачал головой: — Думал, толковое что скажешь. Нечего тебе в руднике делать. Там, гляди, в любую минуту обвал случится. — И собрался уходить. — Погоди! — Оксана схватила его за руку. — Я знаю, что делаю. И ты тоже знаешь, что так надо. — Ох, и зря я тебя слушаю... ладно, пойдем. Хотя вряд ли Никитке теперь поможешь... Но, может, хоть дурость свою искуплю — то, что растрезвонил про его неудачу. Пока бадья, покачиваясь, медленно опускалась по стволу, над головой еще проглядывал кусочек неба. Пусть темного, но светлее той темноты с запахом гари и гнилой земли, что обнимала со всех сторон. Едва бадья коснулась дна, стало жутко. Если с Нечаем что случится — останется она здесь навсегда... Огонек лампы не спасал. Ноги подгибались, дрожали, но идти надо. Только куда? И как найти обратную дорогу? Может, и правда, глупости все. Может, дернуть веревку, «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

как договорено, и Нечай сразу поднимет на-гора. К свету и жизни… «Нельзя! Решила идти — держи слово». Как будто не сама, а кто-то сказал рядом. И Оксана зашагала дальше. Впереди мелькнул свет. Показалось? Нет, вот еще раз. Даже не свет, а словно проблеск молнии. И снова. Оксана двинулась навстречу, но остановилась, когда увидела странное создание. Стройную женскую фигуру. Неустойчивая, она колебалась, как призрак, но невозможно было глаза отвести. Жуткая и притягивающая. Не живое существо, а словно отблески костра на стене. Оксана сразу забыла все резкие слова, какие хотела бросить Огнёвке. — Отпусти Никиту! — попросила тихо. — Зачем он тебе? — Никиту... — прошелестел голос. — Твой Никита нравится мне. Он не боится того, что людям видеть нельзя. И знает, что огонь — тоже жизнь, и умеет с ним разговаривать. Но он человек. А с человеком мне быть нельзя. Никак! Что ж, Оксана, говори, чего хочешь. — Спаси его! Ты все можешь, я знаю, ты наша Берегиня! — И люди кое-что могут. Вот, смотри. Огнёвка двигалась быстро и легко. От ее шагов словно искорки рассыпались. Где мелькнёт Огнёвка — там оставались желтые блестящие крупинки. — Золото? Зачем оно мне? Золотом счастья не купишь. — Здесь в каждой крупице — горячие слезы тех, кто это золото добыл и сгинул. Лучшего нет лакомства для нелюди, подобной Штору. Живые этого не чувствуют, да вам и не нужно. Оставь себе, сколько надо, а остальное отдай Захарию. Дальше он сам все сделает. — И Огнёвка исчезла. — Спасибо тебе, Берегиня! — Пришла! — обрадовался Штор, встретив Оксану в дверях. — Дорогая ты моя... не дождалась рассвета. — Я Никиту выкупить хочу. Вот... — И тяжелое золото громыхнуло на стол. Штор какое-то время стоял в нерешительности, глядя то на Оксану, то на золото. Потом взял маленький самородок, покатал и взвесил в руке, потер, поцарапал ногтем, даже понюхал. Наконец попробовал на зуб. — Так вот почему она не пускала в тот штрек. Тут же в каждой блесточке — сила на сотню лет. — Ты про Никиту не забыл? Штор отмахнулся: — Забирай своего голодранца, пока я добрый! Штор бросился к руднику, растолкал сладко спавшего сторожа и показал на лебедку, что опускала бадью: — Крути шарманку! Тот опустил его на горизонт. Заклятое золото валялось прямо под ногами. Штор уже набил полные карманы и еле волочил мешок, пора и честь знать. А Огнёвка будто дразнила, уводила все дальше. Штор оказался в тупике. На всю высоту сверкали огромные

самородки. Но мешали столбы крепления. Вовремя под руки попало кайло, Штор принялся отчаянно рубить. Пока его не погребло под завалом... С тех пор Огнёвка не показывалась никогда. Да и золота в Шиловском руднике больше не находили. Насосы перестали гонять воду, и скоро выработку затопило. А вот щуплого человечка с факелом все чаще стали видеть на разных приисках. Близко он к себе не подпускал, лицо рассмотреть было невозможно. Может, человек, а может, тень маячила вдали, предупреждая, куда лучше не совать носа. Поговаривали, что так искупает вину мелкий злой дух. Который из-за жадности на долгие века обречен отдавать то, что когда-то не по праву захапал. Никита с Оксаной сыграли свадьбу. Митрич остался в Медном. Понравились ему места. А Никите что-то мешало ходить мимо заброшенного рудника. Может, Огнёвку вспоминал, может, и еще что... Вернулись в Екатеринбург. Золота самородного хватило на покупку хорошего дома. Оксана немного скучала по дядьке Нечаю. Поэтому научилась вязать из соломы куклы, которые охотно раздавала. Ведь кукла — та же Берегиня. Поговаривали, что Оксанины игрушки исполняют небольшие, но самые искренние, желания. Никита клал камины, каменки и печки, ведь он умел договариваться с огнем. В их комнате, рядом с колыбелью, всегда пела канарейка. Жили они не сказать, чтобы богато, но и не бедствовали. Много ли человеку надо... Главное, любовь у них была, а золото — это так, мелочи.

Alamy Stock Photo

Ученые досуги

Этапы большого пути В

ин

я ь ми и з из из ни и з м м я и н м из нии н н м и м ми зн ми з я ми н жизнь н и иин я н м из и им и и и, н , и и, н ь и и и ж ниям и з м ж жи ь з м, н м я и ьи зи ь ми зз ния и я и и, и з м из нии м и я и ь я н н я н и и н н н яж нии жизни ния з мя и ьн изм н ни н и м мн

н и и и ь н и зн м ни з им н » ии и, и ни и и и ми н ии н и

Журнал «Знание — молодежи», 1953 год

и ж м

ии

и з ни м « я ь и им н » ни н из и з н ии и ьн и изи и м м и , и и з я н ж зн н и н и ни и и и имизм, н н н и и зн ми ми и жи м н н и и ж з м и н и м , нн ми н ми м ин ми, и и и и м , и ь н из ни я м н я н м и и и ь , з м ня и н н ми

н з

«Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

На вопрос зачем, лама отвечает, что уже триста лет монахи ведут запис всех имен бога с помощ особого алфавита. Каждое им состоит из дев ти букв с некотор ми искл чени ми. Например, одна буква не должна повтор т с трижд подр д. Эти ограничени надо ввести в программу счетного устройства, которое и будет перебират вариант имен. На перечисление их всех требуетс п тнадцат т с ч лет, машина же сможет сделат то за сто дней. Счетна машина и два инженера отправл тс на Тибет и начина т работу, прер ва с лиш на чет ре часа в сутки. Послушники провер т стопки листов с именами и склеива т их в толст е книги. За два дн до окончани работ американец, котор й симпатичен верховному ламе, взволнованно сообщает своему товарищу о цели монахов. Они убежден , что после перечислени всех имен бога наступит конец света. Американских инженеров пугает, что, когда того не случитс , их обвин т в расчетной ошибке. Они изобража т небол шу поломку, чтоб прот нут врем до приб ти транспортного самолета и сбежат . За нескол ко часов до окончани расчетов американц верхом на горн х лошадках приближа тс к а родрому, где их ждет самолет. Когда они поднима т глаза к небу, в нем одна за другой гаснут звезд … Арифметические ошибки автора очевидн даже школ нику. К примеру, 9 млрд имен, то ест 81 млрд букв машина напечатала за 2 т с часов. Легко посчитат , что в секунду она печатает примерно 10 т с букв. Это просто невозможно себе представит . Если даже одна страница текста с мелким шрифтом вместит ту секундну работу, то и тогда на все книги не хватит никакого монаст р . Сама же иде рассказа о конце света, как и м сл о том, что служители кул та отсталой стран могут своими религиозн ми обр дами разрушит светлое будущее мира, кажутс смешн ми и дикими всему прогрессивному человечеству. (Отдел науки) Журнал «Знание — молодежи», 1977 год

Фантастический шедевр

едавно исполнилос шест дес т лет известному английскому писател -фантасту и хорошему другу читателей нашего журнала Артуру Кларку. Сегодн м кратко анализируем его короткий рассказа с захват ва щим с жетом под названием «Дев т миллиардов имен бога» из сборника с одноименн м названием. В пускник физико-математического факул тета Артур Кларк все просчитал точно. Компоновка рассказа просто заточена на успех. От зав зки действие развиваетс стремител но. Автор играет на л боп тстве читател . Он держит его в таком напр жении, что тот проскакивает мелкие детали, и, наконец, как лбом об стену, нар ваетс на концовку, котора ест кул минаци и разв зка одновременно. Эмоции обрушива тс . Сначала даже возникает сомнение, все ли правил но прочитано. Чита-

тел хочет думат , что конец еще откр т. Перечит вает снова. И находит единственну закл ченну в скобки фразу автора о том, что все б вает в последний раз. Эффект удвоен. Автор наверн ка знает о недостатках с жетов, загон щих читател в ловушку. Кларк жертвует психологической достоверност , когда утверждает, что главн й лама безразлично отнесс к побегу инженеров. Это нереал но, вед л бой сбой в последний момент может разрушит дело всей жизни монаха, тем более, что пред дущу поломку исправл ли накануне. Но то мелоч , по сравнени с тем стетическим удовол ствием, которое получает читател от работ бол шого мастера. (Отдел фантастики) Журнал «Знание — молодежи», 1997 год

Бог и гении

едавно исполнилос восем дес т знаменитому писател -фантасту современности Артуру Кларку. По тому поводу м решили вспомнит один из сам х замечател н х его рассказов под названием «Дев т миллиардов имен бога». Критики в соко оценили рассказ. Один из них даже назвал его нов м словом в теологии. В наше врем возрождени духовно-нравственн х ценностей то не удивител но. Математически образованн й автор, конечно, знал о теореме Гёдел , доказанной за четверт века до в хода рассказа в свет. Она утверждает, что замкнута система формал н х аксиом неполна, а полна — не замкнута. Писали, что даже в конституции США, представл щей собой систему формал н х законов, Гёдел нашел лазейку дл ридически законного перехода к диктатуре. Великий логик будто б хотел изложит ти соображени суд е при сдаче в 1948 году кзамена на американское гражданство, но поп тку пресек Эйнштейн, б вший поручителем математика. Из той теорем следует, что намерение описат бога конечн м множеством имен в гл дит проблематичн м. Простой в числител н й подход противоречит трансцендентности его существовани . Это интуитивно пон тно л бому веру щему человеку. (Отдел фантастики и религии) Журнал «Знание — молодежи», 2017 год

Артур Кларк и интернет Маска дл человечества

том году исполнилос сто лет со дн рождени великого английского писател -фантаста Артура Кларка. Кларк знаменит и литературой, и изобретени ми. Еще в 1945 году он предложил окружит планету сет геостационарн х телевизионн х спутников. А три дес тилети спуст писал, что опасаетс , как б

ненароком изобретенна им технологи не уничтожила западну цивилизаци . Кларк — великий визионер, у которого ест цела книга предсказаний будущего, причем сб ва щихс : Илон Маск сейчас воплощает пророчество о повсеместном доступе к космическому Интернету. Да и отдел н е произведени писател -фантаста содержат в себе пр м е либо косвенн е указани на суд б человечества. Назовем хот б его короткий научно-фантастический рассказ под названием «Дев т миллиардов имен бога», написанн й в Н Йорке в начале 1953 года, сразу после смерти лидера одного из тогдашних пол сов мира. Содержание того замечател ного произведени с концовкой-переверт шем известно всем л бител м научной фантастики. (Отдел фантастики) Журнал «Знание — молодежи», 2020 год

When…the Last Trump doesn’t Blow…

и в ходит, у фраз ест другой перевод: «пока (если) не сдули последний коз р ». Така игра слов, задуманна великим писателем, несомненно, рождает у информированного читател массу м слей о мире, сто щем на пороге великих перемен. Прозрени м Кларка не удив тс лиш буддист, уверенн й, что вес мир отражаетс на кончике конца сосновой иголки, да физик, зна щий о фрактал ности и скейлинговой инвариантности нелинейного мира. (Отдел фантастики и науки) Журнал «Знание — молодежи», мобильная версия 2033 год

Воспоминани о будущем Восем дес т лет назад в шел в свет рассказ Артура Кларка «Дев т миллиардов имен бога», в котором б л пересказан один из сценариев конца света. (Отдел всего)

ри года как м отметили столетие со дн рождени писател Артура Кларка. Нашим читател м хорошо знаком его великолепн й рассказ «Дев т миллиардов имен бога». В английском оригинале его концовка содержит фразу, в несенну в заголовок. Она, несомненно, отс лает нас к откровени Иоанна Богослова и семи труб щим ангелам Апокалипсиса, вед по-английски trumpet то труба, то ест дословн й перевод фраз таков: «пока (если) не протрубит последн труба». Однако на сл нге trump значит коз р

с! р у к он к , е ани м и Вн

А.Г.

«Полвека тому вперед» ОБЪЯВЛЯЕМ ТРЕТИЙ КОНКУРС научно-фантастической журналистики «Полвека тому вперед». Темой может быть любое достижение в области естественных и технических наук: физики, химии, биологии, медицины, астрономии и высоких технологий, совершённое в недалеком будущем, а именно в 2071 году. К КОНКУРСУ ДОПУСКАЮТСЯ произведени разн х жанров журналистики — краткие аналитические стат и, обзор научной пресс будущего, новости, пресс-релиз , интерв

и репортажи.

ДВА ОСНОВНЫХ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ: сное изложение тем и соответствие базов м законам физики, химии и биологии. А также: СТАТЬЯ НЕ ДОЛЖНА ПРОПАГАНДИРОВАТЬ мировоззренческу

позици

автора или его личн е разработки. ТЕКСТЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАПИСАНЫ на русском з ке одним автором. ОБЪЕМ ТЕКСТА не более 12 т с ч знаков. Произведени бол шего размера м не рассматриваем.

Лучшие работы будут опубликованы в нашем журнале, а три победителя конкурса получат денежные призы! « ими и жизн », 2021,

2, www.hij.ru

художник Тибор Качан

Пишут, что...

Короткие заметки

Способ Гудвина Повелитель Изумрудного города, Гудвин Великий и Ужасный, перед каждым представал в том обличии, которое желал видеть допущенный к нему на аудиенцию. И по ее итогам он давал каждому то, чего тому не хватало. Во всяком случае, убеждал, что дает. Не исключено, что стараниями искусственного интеллекта (ИИ) скоро способ Гудвина окажется в арсенале реальных политиков. Впрочем, творцы перспективного метода, возможно, пока что не подозревают о сути своей разработки, хотя история отца Кабани, самые невинные изобретения которого превращались в чудовищные орудия, известна всем просвещенным читателям. Пока что в ходе своих опытов психологи из Хельсинкского университета во главе с доцентом Михиэлем Спапэ научились показывать пользователю на экране такое изображение, которое ему нравится («IEEE Transactionson Affective Computing», 12 февраля 2021 года). Для этого они создали нейронную сеть, а потом ее обучили: на участников эксперимента надевали шапочку для съема энцефалограммы мозга и показывали им изображения лиц различных людей. Машина по сигналам мозга разгадывала, какие лица симпатичны конкретному участнику, а затем стала генерировать исключительно приятные лица. И вполне справилась с задачей. Так в руках психологов, как они сами отмечают, появилось устройство для«интерактивной генерации информации». Несложно придумать развитие этой идеи. Не секрет, что единый телевизор для всех вслед за газетами отправляется на свалку истории. Его заменяют индивидуальные медиаустройства. Значит, зная предпочтения и реакции пользователя, можно в соответствии с ними менять, скажем, внешность и повадки актеров просматриваемого фильма. Политологи же получат возможность формировать каждому персонализированный образ политика, возможно, он и речи станет произносить такие, которые приятны уху конкретного избирателя. Во всяком случае, технология дипфейк это уже позволяет. Дело за малым — надеть на всех шапочки для прямой связи с компьютером. Хотя при известной настойчивости энцефалограмму можно заменить на анализ мелкой моторики лица.

С. Анофелес

…в Солнечной системе в сфере радиусом 50 а. е. в каждый момент времени может находиться около 50 межзвездных тел размером более 50 м, хотя их наблюдение пока происходит случайно и весьма редко, как, например, открытие первой межзвездной кометы 2I/Borisov в 2019 году («Астрономический вестник», 2021, 55, 2, 144—152)… …в ЦЕРНе создали новый сверхчувствительный инструмент для поиска аксионов — гипотетических элементарных частиц, образующих темную материю («Physical Review Letters», 2021, 126, 041301)… …впервые в России получено жизнеспособное потомство крупного рогатого скота методом клонирования ядер соматических клеток; подтверждена идентичность генотипа теленка и линии фибробластов, используемых для клонирования («Доклады Российской академии наук. Науки о жизни», 2021, 496, 1, 99—103)… …согласно данным ООН, примерно 931 миллион тонн продуктов питания, или 17% от общего количества еды, доступной потребителям в 2019 году, было выброшено в мусор (UNEP Food Waste Index Report 2021, 04 марта 2021)… …отработанное масло канолы, серу и обрезки шерсти использовали для производства нового экологичного изоляционного материала для жилья («Chemistry Europe», 2021, февраль)… …активное вещество цветков зверобоя может стать основой для катализаторов фотохимических реакций («Green Chemistry», 2021, 23, 881—888)…

…созданы контактные линзы с золотыми наночастицами для коррекции формы дальтонизма, при которой человек не различает зеленый и красный цвета («ACS Nano», 2021)… …на территориях, где сверхкритические уровни загрязнения уничтожили весь напочвенный покров, первыми поселяются бесцветковые растения, и самые выносливые из них — печеночники Nardia geoscyphus, Gymnocolea inflata, Solenostoma confertissimum и мхи Pohlia nutans и Dicranella cerviculata («Лесоведение», 2021, 2, 195—207)… …с каждым годом все больше животных гибнет при столкновении с самолетами на посадочных полосах («Mammal Review», 2021, февраль)… …древнейший духовой инструмент из раковины, сделанный в палеолите, 17 000 лет назад, издает три ноты — до, ре и до-диез («Science Advances», 2021, 7)… …скорость старения существенно не менялась и была практически одинаковой для разных стран с середины XVIII до середины XX в., однако с середины прошлого века она впервые замедлилась по всем показателям, включая максимальную продолжительность жизни («Известия Российской академии наук. Серия биологическая», 2021, 2, 117—120)…

жни

…совпадение мест зимовок при разных путях миграции взрослых и молодых орлов-могильников, родственных между собой, позволяет предположить, что информация о местоположении зимовок — наследственный фактор («Зоологический журнал», 2021, 100, 4, 409—418)…

Георгий Варнай

Пишут, что...

Короткие заметки

Главочистка атмосферы В то время, как некоторые маловеры уверены, что нет возможности побороть накопление парниковых газов в атмосфере, деловые люди продолжают поиски методов решения проблемы. И даже выделяют на это немалые средства. Так, Министерство энергетики США объявило сбор заявок на программу по реализации идей изъятия углекислого газа из воздуха. Общий объем финансирования на два года — 24 млн долларов, а размер одного гранта — от 0,2 до 1,2 млн долларов (агентство «NewsWise», 5 марта 2021 года). Суть решаемой проблемы состоит в том, что принципиально изымать СО2 из атмосферы можно и есть даже пилотные установки. Однако сальдо затрат энергии и, стало быть, выбросов парникового газа очень плохое: изъятие почти не покрывает затраты, если речь именно об атмосфере. Изымать из труб промышленных предприятий и электростанций удается гораздо эффективнее, поскольку в их дыме углекислый газ несравнимо более сконцентрирован. Эта относительно простая задача финансирования не получит, речь идет именно об очистке атмосферы с тем, чтобы очистительную установку поставить в любом месте, а не там, где СО2 производят. Впрочем, не запрещено его извлекать из гидросферы, где концентрация гораздо выше, чем в воздухе, а также очищать дым маленьких котельных. Интересно, что проблема изъятия атмосферного СО2 стоит в одном списке приоритетов с проблемами материалов для систем квантовой информации, технологий переработки пластиков и применения компьютерных вычислений для понимания и предсказания сложных феноменов, прежде всего в энергетике. А для чего все это? Только ли для спасения планеты от перегрева? Вовсе нет. Сами по себе такие исследования и созданные на их основе технологии уже сейчас, не говоря о будущем, обеспечат многое. По мнению главы министерства Джениффер Гранхольм, помимо кардинального изменения подхода США к стратегии борьбы за стабилизацию климата, удастся создать новые рабочие места и обеспечить развитие новой промышленности. А все вместе это гарантирует доминирующее место американских технологий в мире энергетической трансформации, речь о которой шла в январском номере «Химии и жизни» за 2021 год.

А. Мотыляев «Химия и жизнь», 2021, № 2, www.hij.ru

Нанофантастика

Елена Лаевская Иллюстрации Елены Станиковой

Мы дружили с детства

ы дружили с детства: вышли из одной песочницы: Мишка Толстопуз, Олежкa и я. Вместе лепили куличики, препарировали игрушечным совочком дождевых червей, играли с пацанами в войнушку и с девчонками в веревочку. Олежкa и я ходили в один детский сад, Мишку пасла бабушка. Вместе пошли в первый класс. Олежкa с Толстопузом в «А», я в «Б». По поводу того, кто лучше, ашки или бэшки, скоро на заднем дворе школы случилась драка. С тремя оторванными пуговицами и одной разбитой губой. Теперь смешно вспоминать. На выцветших черно-белых фотографиях в пыльных альбомах мы сидим обнявшись, со скорбно сжатыми губами. Мишкина мама сказала, что отсутствие передних зубов — некрасиво, и мы приняли это всерьез. К десяти годам Олежкa был самым высоким из нас, Мишка — играющим на пианино, а я самым читающим. Казалось, что так будет всегда. А потом случилось вот что: нам с Мишкой стало тесно в детстве. Я и Толстопуз торопились стать подростками. C ломающимися голосами, прыщавыми подбородками, неясным томлением в душе. Нам хотелось поскорее ухватить свою долю самостоятельности и, уж так и быть, принять на плечи часть взрослых дел. А Олежкa сказал: «Мне это не нужно». И перестал расти. Остался щуплым мальчишкой мне по плечо, с горстью пластмассовых солдатиков в кармане и ключом от квартиры на шее. Толстопуз в жестоких боях отвоевал себе право бросить музыку, я — возвращаться домой после двенадцати. Олежкa продолжал получать в подарок разноцветные игрушечные машинки. Я поступил в институт, влюбился, бросил учебу, ушел в армию, Толстопуз женился. Олежкa смотрел по телевизору мультики и покупал в киоске мороженое на выданные родителями монетки. Наш друг легко менял школы и приятелей — Олежкины родители все время переезжали, чтобы избежать вопросов о невзрослеющем сыне. Но сo мной и с Мишкой связь старались не терять: мы были единственными, кто знал их секрет. Олежкины родители приводили Олежку на мои дни рождения. Тот сидел за столом, ковырялся в салате оливье. Белобрысый, ясноглазый, худенький. А мы все вокруг — погрузневшие, с морщинками вокруг глаз, с первой сединой.

Олежкa выглядел обиженным: ему было скучно рядом с обычными детьми, но и рядом с нами было невесело. Наверное, он считал нас с Мишкой предателями. По своей собственной воле он застрял в межсезонье, но упрямо не собирался его покидать. По выходным я водил сыновей на прогулку. Мы часто заходили за Олежкой. Прохожие считали, что у меня три сына. У Мишки было две дочки. Маленькими, они гордо вышагивали, держа Олежку за руки, а в тринадцать отгоняли его подальше, шепотом делясь друг с другом своими девчачьими секретами. Олежкa получил двухколесный велосипед и право пользоваться компьютером два часа в день. Мишка открыл свой бизнес. Катаясь на лыжах, я сломал ногу, и повзрослевшие сыновья два километра несли меня на руках до ближайшей деревни. В одночасье умерли Олежкины родители. Похороны организовывали мы с Толстопузом. Oлежкa забрался с ногами на диван, утирал слезы и сопли и грыз шоколадку, сунутую ему моей женой. Мы дали слово Олежкиным родителям, что не бросим его одного. Он жил по очереди то у Мишки, то у меня. Я ходил на школьные собрания, делал с Олежкой уроки, покупал рубашки и кроссовки, следил за тем, чтобы он мыл ноги перед сном.

Мишка водил Олежку к зубному врачу и в магазин игрушек.

ыросли и ушли из дома мои сыновья, разлетелись по свету Мишкины дочки. Захотелось немного пожить для себя, а по квартире продолжал бегать вечный десятилетний пацан. — Слушай, — прижали мы Олежку, — давай вырастай, а? — Не хочу, — выкрутился из наших рук Олежка. — И с вами быть не хочу, раз вы такие. Буду один. Или чтонибудь придумаю. И он придумал. Через несколько дней гордый Олежка показал нам объявление в газете. Там черным по белому было написано: «Питер Пэн, прилетай и забери меня в Нетландию. Очень надо». Мы с Мишкой только плечами пожали. А наутро Олежки в комнате не оказалось. Дверь в квартиру была заперта изнутри, окно распахнуто настежь. На полу валялись парик из темного конского волоса и рваная кружевная манжета, а на мебели виднелись царапины, оставленные каким-то металлическим предметом. Как будто нашего друга утащил капитан Крюк. «Химия и жизнь», 2021, № 2, 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