hmzh1zn22022 by leonardheat

химия и жизнь

/ 2022

Химия и жизнь

На вас не напасешься правды, чуток приходится приврать.

Ежемесячный научно-популярный журнал

/ 2022

Владимир Поляков

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

ISSN 1727-5903 НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н. Стрельникова Художники А. Астрин, С. Дергачев, А. Кук, Н. Колпакова 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 16.02.2022 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 Технологии и природа СПАСИТЕЛЬНАЯ СВИНЬЯ. Е. Клещенко ...............................................2

Портреты ОН БЫЛ ВРАЧ. Л. Стрельникова ......................................................... 10

Гипотезы РАСТВОР 549. Б.В. Рубцов ................................................................. 14

Радости жизни ПОЛЕТЫ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. А. Гурьянов ................................20

Элемент №… ТУЛИЙ: ФАКТЫ И ФАКТИКИ. А. Мотыляев ..........................................30

История современности КАКТО РАЗ Я И МОЙ КОЛЛЕГА… Л.А. Ашкинази ................................34

Размышления ИГРЫ ПЛУТОНА. С. Бычков ................................................................40

Спросите учителя БОЛЬНАЯ ТЕМА. Л.А. Ашкинази .........................................................46

Проблемы и методы РАСПРЕДЕЛЕННОЕ ЗНАНИЕ. Н.Л. Резник ..........................................50

Панацейка НАСТОЯЩАЯ КОРИЦА. Н. Ручкина .....................................................55

Фантастика СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ. А. Бурштейн ........................................................58

Нанофантастика СЕМЬ БЕД  ОДИН RESET. Х. Хаимович ............................................64

НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ рисунок Александра Кука НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ работа Джеймса Дэйва. Процесс совмещения живого с неживым идет все быстрее, а результаты все интереснее. Об этом читайте в статье «Прокурорский интеллект» в рубрике «алгоритмы и роботы»

Результаты: алгоритмы и роботы

Книги

Короткие заметки

Пишут, что…

Проблемы и методы науки

Елена Клещенко

Спасительная свинья Человеку впервые трансплантировали сердце генно-модифицированной свиньи. Прошел месяц, и этот человек, умиравший от сердечной недостаточности, все еще жив. Кроме того, провели эксперимент по пересадке почек человеку с умершим мозгом от такой же свиньи. Значит ли это, что трансплантация органов, взятых у животных, стала реальностью? — Он хотел жить. Знал, что помрет, — и все равно хотел. Ему надо было каких-то там вшивых пятьдесят тысяч за комплекс «сердце — легкие» от трансгенной свиньи и за лечение. Он копил — по пять, по двадцать, по полсотни бассов, сколько получал на сталкинге, а зарабатывать сил уже не было.

Пациент — Дэвид Беннет, страдающий неизлечимой болезнью сердца, — был госпитализирован с опасной для жизни аритмией и более шести недель подключен к аппарату искусственного кровообращения. Сердце свиньи ему трансплантировали 7 января сотрудники Школы медицины Университета Мэриленда в Медицинском центре Университета под руководством кардиоторакального хирурга Бартли Гриффита. На момент подготовки статьи пациент жив, в пресс-релизе от 28 января сообщается, что ему понемногу становится лучше, он делает гимнастику и спрашивает, когда можно будет поехать домой.

Бартли Гриффит во время операции Дэвид Беннет с семьей

Александр и Людмила Белаш. Кибер-вождь (2002)

В не особенно светлом, но высокотехнологичном будущем фантастического романа супругов Белаш (кстати, оба автора — врачи) единственное препятствие для трансплантации жизненно важных органов от генно-модифицированного животного — деньги. Их у несчастного героя нет, но это другой вопрос, а все технические трудности, по-видимому, разрешены века назад. То есть сейчас, при нашей жизни. Посмотрим, как это происходит.

Что случилось Незадолго до нового 2022 года Управление по контролю качества продуктов и медикаментов США (FDA) приняло беспрецедентное решение: разрешило пересадить человеку сердце генно-модифицированной свиньи, созданной в компания «Revivicor». Медицинское вмешательство, не прошедшее клинические исследования, в США возможно как «терапия сострадания», если это единственный вариант для пациента, которому угрожает смерть. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Дэвид Беннет с сыном и доктор Мухаммад Мохиуддин, профессор хирургии и научный директор программы по ксенотрансплантации школы Медицины Университета Мэриленда

Пресс-релиз о пересадке сердца вышел 10 января, а 20 января появилось еще одно сенсационное сообщение: в октябре ученые из Университета штата Алабама в Бирмингеме провели эксперимент по трансплантации генетически модифицированных свиных почек человеку. Свинью предоставила та же компания «Revivicor». В этом случае речь идет именно об эксперименте, а не о спасении жизни, поскольку к моменту пересадки мозг человека умер. Реципиент, Джеймс Парсонс, был согласен, чтобы его органы использовали для пересадки или экспериментов. Когда он погиб, семья разрешила держать тело на аппарате искусственного жизнеобеспечения. Эксперимент продолжался трое суток, затем пересаженные почки и организм человека всесторонне исследовали. Результаты опубликованы в «American Journal of Transplantation». Аналогичный эксперимент с пересадкой почек свиньи от «Revivicor» в человеческое тело с умершим мозгом прошел в сентябре в Медицинском центре Лангон Хелс Университета Нью-Йорка. Но этот эксперимент был подготовительным и выглядел менее элегантно:

чтобы решить проблемы с иммунным ответом, вместе с почками пересаживали тимус (вилочковую железу) свиньи.

Реципиенты Дэвида Беннета, 57-летнего разнорабочего из Мэриленда, отказывались ставить в лист ожидания на трансплантацию сердца — с его сердечной недостаточностью и аритмией это выглядело бесперспективным, как и имплантация искусственного механического насоса. Ему рассказали о том, что процедура пересадки свиного сердца — экспериментальная, риски ее невозможно оценить. «У меня выбор — умереть либо сделать эту трансплантацию. Я хочу жить. Я знаю, что это выстрел вслепую, но это мой последний шанс», — сказал Дэвид Беннет за день до операции. Говорил он также, что ему надоело лежать на больничной койке, очень хочется встать и, в общем, ничего хуже смерти с ним не случится. Образ отважного добровольца подпортила пресса: за этот месяц выяснилось, что Дэвид Беннет в 1988 году был осужден за нанесение ножевых ранений некоему Эдварду Шумейкеру, у которого сидела на коленях жена Беннета. Шумейкеру было 22 года, Беннету, очевидно, примерно столько же. Будущий реципиент свиного сердца «в приступе ревнивой ярости» несколько раз

ударил Шумейкера ножом в спину, в результате тот остался парализованным до конца жизни. Беннет был приговорен к десяти годам тюремного заключения. Об этом рассказала журналистам сестра жертвы Лесли Шумейкер Дауни; сам Эдвард умер в 2007 году после инсульта. Родственники жертвы заявляли, что считают Беннета недостойным операции и лучше бы ГМ-сердце досталось кому-нибудь другому. Команда специалистов по трансплантации на это ответила, что криминальное прошлое человека не может быть основанием для отказа в медицинской помощи. И если операция в итоге будет признана успешной — опыт Беннета поможет спасти людей, и его теперешние страдания (а жизнь после такой операции нелегка, даже когда сердце человеческое) хотя бы отчасти искупят зло, которое он причинил. Команда из Университета Алабамы, пересадившая почки, подчеркивает, что эксперимент не состоялся бы без благородного поступка Джеймса Парсонса. Человеку, которому посмертно пересадили почки свиньи, тоже было 57 лет, по словам родных и близких, он был лихим и авантюрным, но все его любили. Парсонс увлекался гонками по бездорожью на мотоцикле и был зарегистрированным донором органов — очевидно, адекватно оценивал свой уровень риска. В конце сентября он попал в аварию, получил множественные травмы и скончался.

Сердце готово к пересадке

Органы его признали непригодными для пересадки, но 30 сентября 2021 года его семья дала разрешение на эксперимент с почками свиньи. Авторы исследования предлагают назвать этот доклинический протокол испытания ксенотрансплантата «моделью Парсонса». Были серьезные сомнения, сможет ли почка свиньи полноценно работать в организме человека. У свиней среднее артериальное давление ниже, чем у взрослых людей, а значит, сосуды в почках могли оказаться неприспособленными для жизнедеятельности в человеческом теле. Однако почки оставались жизнеспособными на протяжении 77 часов, продуцировали мочу (одна лучше, другая хуже). Признаков отторжения не наблюдалось, серьезных эпизодов кровотечения не было, но биопсия выявила тромботическую микроангиопатию, причины которой нужно будет изучить. Основные препятствия для трансплантации почки человеку от свиньи преодолены, считают авторы исследования.

История вопроса Ксенотрансплантация — пересадка органов, тканей или клетокот доноров другого биологического вида — многовековая мечта человечества. Собственно, и «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Во время операции

трансплантация от человека к человеку стала возможной лишь после того, как иммунология объяснила причины многочисленных неудач и появилось понятие об иммуносовместимости донора и реципиента. Пересадка органа от животного может спасти жизни тысяч людей, ожидающих очереди на донорский орган. (Не говоря о моральной стороне вопроса: жутко ждать чьейто смерти, чтобы жить самому.) Но в случае трансплантации человек — человек поиск совместимого донора стал задачей, в принципе решаемой: порядок действий понятен, инструменты есть. А что касается органов животных, к решению подступились только сейчас. Существует множество историй о попытках ксенотрансплантации в доиммунологическую эпоху. Из статьи в статью кочует рассказ о голландском хирурге Йобе ван Меекрене, который якобы еще в 1682 году пересадил русскому солдату фрагмент собачьей кости, чтобы закрыть повреждение в черепе, но потом был вынужден удалить «трансплантат», потому что солдата, опоганенного собакой, не допускали к причастию. Другие уточняют, что ван Меекрен не сам делал пересадку, а пересказал в своей книге отчет миссионера Йоханнеса Краанвинкеля об операции, выполненной в России, и книга эта на голландском вышла существенно раньше — в 1668 году.

От попыток пересадить человеку сердце животного надолго отказались после случая Стефани Фэй Боклер Трафаган, более известной в истории медицины как «беби Фэй». Девочке, родившейся со смертельным заболеванием сердца — синдромом гипоплазии левых отделов, — в калифорнийском Университете Лома Линда трансплантировали сердце бабуина. Предполагалось потом заменить это сердце на человеческое, но Фэй не смогла его дождаться: через 21 день она умерла от сердечной недостаточности из-за отторжения трансплантата. Бабуин-донор не совпадал даже по группе крови: у Фэй была 0, а у обезьяны АВ, но группа 0 у бабуинов крайне редкая. (Заметим, что Дэвид Беннет уже прожил дольше, чем малышка Фэй.) Случай вызвал бурные дебаты, и было решено, что ксенотрансплантации сердца следует делать только в рамках клинических испытаний. Леонард Ли Бейли, хирург, проводивший операцию, через год выполнил успешную трансплантацию человеческого сердца младенцу. Неудачными были попытки пересадки кожи и других тканей свиней.А как же клапаны сердца? — спросят многие. Соединительные ткани животных — сухожилия, хрящи, сердечные клапаны — могут служить материалом для трансплантации, но их очищают от клеток (то есть от антигенов, которые могут вызвать иммунную реакцию). Предпринимались попытки реконструкции миокарда человека с помощью внеклеточного матрикса миокарда свиньи — но не целого сердца.

От клонированной овцы до гипоаллергенной свиньи Так или иначе, достоверных сообщений об успешных ксенотрансплантациях нет. Даже в ХХ веке такие попытки кончались плохо. В 1960-е годы Кейт Римтсма из Тулейнского университета в Новом Орлеане пересадил почки шимпанзе трем пациентам — почки отказали во всех случаях, правда, одна пациентка прожила девять месяцев, вернулась к работе школьной учительницей, но потом внезапно потеряла сознание и умерла. При вскрытии почки шимпанзе выглядели нормально, однако симптомы указывали на острое нарушение баланса электролитов. Известно, что почки высших приматов, пересаженные человеку, активно выделяют мочу сразу после операции, в данном случае резкая потеря жидкости, вызвавшая дисбаланс, могла начаться позже. Кейт Римтсма позднее участвовал в создании первого искусственного сердца, но это уже другая история. Сердце шимпанзе человеку впервые пересадил Джеймс Харди, впечатленный успехами Римтсма. Ксенотрансплантации выполнял и знаменитый южноафриканский хирург Кристиан Барнард, первый, у кого пациенты с пересаженным человеческим сердцем жили десятилетиями. Кстати, Барнард называл своим учителем советского хирурга Владимира Демихова (см. «Химию и жизнь», 2010, 11).

Если человеческий организм не хочет принимать ткань животного, почему бы не изменить животное? В XXI веке это вполне реальный проект. Генетически модифицированных свиней для трансплантации создали в компании «Revivicor Inc.» из Блэксбурга, штат Виргиния. «Revivicor» — дочерняя организация шотландской биотехнологической компании «PPL Therapeutics», той самой, которая участвовала в создании овечки Долли, первого в мире млекопитающего, клонированного из неполовой клетки взрослого животного. Год назад «Revivicor» уже попадала в новости, когда ее генно-модифицированных свиней GalSafe одобрило FDA в качестве источника гипоаллергенного мяса и биомедицинских продуктов. Мясо таких свиней не содержит углевода альфа-гал (дисахарида из двух молекул галактозы), который присутствует в мембранах клеток большинства млекопитающих, кроме человека, человекообразных обезьян и приматов Старого Света. Альфа-гал может вызывать у некоторых людей аллергические реакции (см. «Химию и жизнь», 2020, 12). Эта аллергия возникает после укуса клеща, который перед этим сосал кровь животного. В слюне клеща содержится альфа-гал, когда он попадает в кровь человека, иммунная система запоминает этот углевод как чужеродный, и при последующих контактах с ним раз«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Начало реабилитации на кровати-вертикализаторе

вивается характерная реакция — анафилаксия, отеки, крапивница. Необычно, что происходит это через часы после того, как человек съел говядину, баранину или свинину, возможно, потому, что аллергенный углевод замаскирован липидами мембраны и медленно поступает в кровоток. Компания «Revivicor» взялась за эту разработку, конечно, не ради того, чтобы укушенные клещами могли поесть мяса. Людям с аллергией на альфа-гал нельзя назначать лекарства на основе белков, которые производятся в клетках животных. Более того, иммунный ответ на альфа-гал — одна из основных причин отторжения трансплантатов, и это уже касается не только аллергиков. Идея создать не просто клонированных, а генномодифицированных животных в PPL возникла практически сразу. Собственно, и Долли появилась на свет из клетки молочной железы (и названа была в честь певицы Долли Партон, знаменитой именно этими частями тела),

потому что эти клетки у ученых уже были — с ними экспериментировали, чтобы понять, какая модификация увеличит выработку белков в составе овечьего молока, нужных для медицинских целей. Вслед за Долли, другими овечками и коровой на свет появились клонированные генно-модифицированные поросята («Nature Biotechnology», 2002, 20, 251–255). И здесь уже начинается история новой сенсации, потому что у этих поросят был поврежден ген фермента GGTA1, синтезирующего альфа-гал. (У нас и обезьян тоже нет именно этого гена, потому и нет этого углевода.) Технологии CRISPR-Cas тогда, естественно, не существовало, ген был инактивирован методом гомологичной рекомбинации. Работу выполнили Дэвид Айарес и его коллеги из «PPL Therapeutics». Вскоре после этого PPL выделила «Revivicor» в самостоятельную компанию, сейчас Дэвид Айарес занимает в ней пост директора по науке и дает комментарии по поводу трансплантации сердца. В свою очередь, «Revivicor» в 2012 году была приобретена компанией «United Therapeutics», которая запустила программу по разработке ксенотрансплантации

почек, а затем сердца и легких. Аллотрансплантацией (от человека к человеку) она тоже занимается. Среди ее проектов есть такие необыкновенные, как «We Fly For Life» — доставка органов для трансплантации по воздуху, на дроне. Звучит эксцентрично, но, если вспомнить, сколько людей умирает в ожидании органа из-за пробок на улицах большого города, — идея здравая. Именно «United Therapeutics» в 2016 году предоставила Университету штата Алабама в Бирмингеме пятилетний грант для запуска инновационной программы ксенотрансплантации почек. Компания также поддерживала эксперименты по трансплантации сердца генно-модифицированной свиньи бабуинам. Еще в 2016 году удалось показать, что свиные сердца, подсаженные павиану в брюшную полость (не вместо его собственного сердца, а в добавление к нему, просто чтобы проверить жизнеспособность органа), могут оставаться живыми до трех лет. После того как FDA выдало разрешение на свинью без альфа-гал, Айарес сказал в комментарии журналу «Nature», что они планируют начать клинические испытания трансплантации свиных органов человеку в ближайшие год-два. Варианта с «терапией сострадания», конечно, тогда никто предвидеть не мог.

Как гуманизировать свинью Первую попытку — нью-йоркский эксперимент с пересадкой почек и тимуса — выполнили на свинье GalSafe. Но почки для второй попытки и, конечно, сердце получили от другой линии свиней, у которых изменены не один, а десять генов. Во-первых, помимо GGTA1, отключены гены β4GalNT2 и CMAH — еще два фермента, которые синтезируют на поверхности клеток иммуногенные углеводы, способные вызвать отторжение трансплантата. Интересно, что эти свиньи — «универсальные доноры»: у них на эритроцитах нет антигенов групп крови. Во-вторых, отключен ген гормона роста, чтобы предотвратить чрезмерное разрастание тканей сердца. (Свиное сердце к гормонам приматов вполне чувствительно.) В-третьих, в геном свиньи добавили шесть человеческих генов. Два из них кодируют ингибиторы системы комплемента, то есть снижают агрессивность человеческой иммунной системы по отношению к пересаженному органу. Продукты еще двух генов регулируют свертываемость крови и должны предотвращать образование микроскопических сгустков крови в пересаженном органе. (Судя по результату с почками, предотвратили не совсем, но эксперименты на обезьянах показывают, что без этой модификации все еще хуже.) Наконец, еще два гена нужны для снижения воспаления и подавления апоптоза в трансплантате. Тем не менее пациентам понадобятся препараты, подавляющие иммунный ответ. Дэвид Беннетт, как сообщается в пресс-релизе Университета Мэриленда,

наряду с обычными иммуносупрессорными препаратами получает новый экспериментальный препарат производства «Kiniksa Pharmaceuticals». Кроме того, перед экспериментом по пересадке почек реципиент с мертвым мозгом и животное-донор прошли тест на совместимость (чтобы проверить, нет ли у реципиента антител, которые реагируют с антигенами свиньи-донора, сыворотку крови человека смешивают с лимфоцитами донора). Вероятно, подобные тесты делали и перед пересадкой сердца. Генно-модифицированных животных для трансплантации получают и другие компании, и научные центры, и они используют сходные идеи — в частности, нокаутируют у свиньи те же три гена, отвечающие за иммуногенность. В начале 2000-х годов компания «Xeno Therapeutics» организовала клинические испытания трансплантации кожи от миниатюрной свиньи с дефицитом альфа-гал, которую сделала компания «Immerge Bio Therapeutics». Это тоже была «трансплантация ожидания» — чтобы помочь человеку с обширными ожогами дождаться человеческой кожи. Есть и еще одна проблема. В геноме свиньи содержатся эндогенные ретровирусы — встроенные вирусные геномы, которые теоретически могут оттуда «выскочить» и начать портить геном человека. Очисткой свиного генома от ретровирусов занимается команда знаменитого гарвардского генетика Джорджа Черча. Черч и его ученица Лухань Янг основали две компании, которые занимаются ксенотрансплантацией, «Qihan Biotech» и «eGenesis». В 2019 году они представили научной общественности своих свиней — не только гуманизированных (три нокаута свиных генов, девять добавленных человеческих), но и свободных от свиных ретровирусов; все они были инактивированы с помощью CRISPR-Cas. Но конкуренты из «Revivicor» успели раньше. Не все исследователи согласны, что эндогенные ретровирусы вообще влияют на безопасность трансплантации: по их мнению, лучше бы уделить больше внимания обыкновенным свиным вирусам и бактериям, потенциально опасным для человека. Об этом «Revivicor» не забывает: свиньи-доноры живут в специальном питомнике, их ежемесячно проверяют на инфекции, от гриппа до цитомегаловируса. При пересадке почек «перескоков» свиного ретровируса в ткани донора зафиксировано не было, как и других вирусов; в крови реципиента не обнаружено свиных клеток. Делать окончательные выводы, по-видимому, еще рано. Надо посмотреть, как будет выздоравливать человек со свиным сердцем, как пройдут клинические испытания по трансплантации почек живым людям. В течение ближайшего года станет понятнее, разрешится ли навсегда проклятая проблема дефицита донорских органов. Или же, как сказал один язвительный комментатор, «ксенотрансплантация — дело ближайшего будущего и всегда будет делом ближайшего будущего»? «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Из архива

Вторая попытка Публикуя те или иные материалы в нашем журнале, мы, конечно, преследуем определенные цели. Это не только расширить кругозор читателя, предложить ему вкусную пищу для ума, удивить или прояснить суть каких-то вопросов. Нередко мы своей публикацией пытаемся привлечь внимание научного сообщества к каким-то интересным исследованиям, результатам и работам, чтобы дать им новую жизнь и принести пользу обществу. Именно такой была публикация статьи «Он был врач» в далеком 1989 году (№ 11). Статья была посвящена Александру Святославовичу Самохоцкому, который разработал удивительный подход к лечению воспалений. Тогда деятельной реакции на публикацию не последовало. Но вот прошло 33 года. И в редакцию пришло письмо от кандидата биологических наук Б.В. Рубцова. Он изучил те немногие научные материалы Самохоцкого, которые сохранились в научных библиотеках, и предложил убедительную, на мой взгляд, гипотезу, которая на новом уровне знаний объясняет механизм действия волшебных растворов Самохоцкого, возвращавших к жизни безнадежных больных. Кажется, намечается научная дискуссия. Значит, интерес к работам Самохоцкого оживает. И мы очень надеемся, что найдутся исследователи, которые стряхнут пыль с забытых трудов Александра Святославовича и совершат переворот в медицине. Кажется, время пришло. Повторяем публикацию 1989 года, а вслед за ней читайте свежую статью Б.В. Рубцова о механизме действия раствора № 549, который, хочется верить, скоро найдет применение в медицине

Он был врач Л. Стрельникова

осле множества встреч в Одессе со старыми знакомыми и близкими Александра Святославовича Самохоцкого я, кажется, узнала и почти поняла этого человека. Его вдова Зоя Николаевна показала мне, как принято, семейный архив. Там было лишь несколько официальных фотографий времен молодости: худой человек с пронзительным взглядом. Все остальное — снимки последних лет, большей частью на яхте или вместе с друзьями по яхт-клубу. Первую свою яхту Самохоцкий сделал сам. Во время оккупации ее угнали румыны, и вторую уже делали мастера по его заказу. Палубу любимой «Альты» он не покидал до 90 лет. Когда ему было 70, яхт-клуб

временно перенесли в далекое от его дома место. Он купил мотоцикл, получил права и не только ездил, но еще затаскивал машину на третий этаж. Его и в девяносто лет никто бы не осмелился назвать стариком. Разве что пожилым исполином — не тускнели глаза, не старел голос, не подводили память и сила. Хоронили Александра Святославовича товарищи по яхт-клубу. В парусном спорте он слыл знатоком и был почитаем всеми. Но парусный спорт составлял меньшую часть его жизни. Большая был отдана медицине.

одился Самохоцкий в 1890 году в Одессе семье земского врача и, как это водилось в старые времена, да и теперь случается, унаследовал профессию отца. После реального училища окончил медицинский факультет Одесского университета, в Первую мировую войну работал хирургом на фронте, потом стал ассистентом кафедры топографической анатомии в Одесском медицинском институте. И всю жизнь прожил в родном городе. Никто не знает, когда его впервые посетила идея, которой — он верил в это — суждено произвести переворот в медицине. Думаю — на фронте, где врач особенно остро чувствует свою беспомощность перед сепсисом и гангреной. Дневниковые записи того времени, к сожалению, не сохранились. Известно, впрочем, что уже к 1924 году Самохоцкому понадобилось опробовать метод, сформулированный и испытанный в лаборатории. Врач имел на это моральное и юридическое право, поскольку до этого доказал безвредность своего метода. Александр Святославович бросил институт и пошел хирургом в одну из одесских районных поликлиник — в ту, где, по его предварительной разведке, пациенты особенно часто обращались к врачам по поводу гнойных воспалений и травм. Вскоре по городу поползли слухи о молодом докторе, который вылечивает безнадежные случаи. Другие врачи настаивают на ампутации, а он лечит и вылечивает… Только через восемь лет, убедившись в своей правоте, он вернулся в медицинский институт. Здесь его ждал «кабинет» — каморка под лестницей, отгороженная фанерой. Впрочем, для работы места хватало. Однажды студенты увидели, как на газете, расстеленной на подоконнике и придавленной четырьмя камешками, он сушил какой-то оранжевый порошок (то был бихромат калия). «Вот так у нас делается наука», — сказал он. Его занятия изумляли не только студентов, но и коллег-хирургов. То, что он делал, напоминало более всего работу химика-аналитика: точные навески солей, мерные колбы, дистиллированная вода, разноцветные растворы, самодельный хроматограф. Результаты, однако, были неожиданными.

Самохоцкий работал только с безнадежными больными. Его шеф после неудачного лечения бидистиллированной водой сдавал ему с рук на руки пациентов со спонтанной гангреной, которым консилиум назначил ампутацию. На глазах у студентов Самохоцкий обрабатывал обезображенные руки больного зеленоватым раствором из пузырька, который неизменно носил с собой в кармане халата. Потом накладывал повязку и поручал студентам наблюдать за больным. Через месяц-другой пациент без посторонней помощи писал письма домой и вскоре выписывался из больницы со здоровыми руками и ногами. Студенты любили тощего независимого врача, владевшего тайной исцеления, и больше всего, может быть, за то, что все свои методы и препараты Самохоцкий испытывал прежде всего на себе. Однажды, чтобы продемонстрировать действенность своего метода и, быть может, поразить воображение студентов, он на одной из лекций попросил сделать ему на руке разрез нестерильным скальпелем, наложить несколько швов и смочить рану раствором. Через неделю он показал руку: рана зажила бесследно. Это свойство раствора он использовал и в хирургической практике, когда требовалась срочная операция, а стерильного инструмента под рукой не было. Он много знал, отнюдь не только из медицины, вмешивался в студенческие споры и читал импровизированные лекции. Но помимо знаний он вкладывал в юные головы нечто большее — неверие в незыблемость истин, стремление докопаться до сути.

ам он докапывался до нее всю жизнь. Набрал огромный статистический материал об эффективности своего метода и решился, наконец, написать книгу. Это было перед войной. Академик А.Д. Сперанский, прочитав рукопись, высоко оценил работу, но не манеру изложения. Он писал Самохоцкому в письме: «…Другой бы из этой книги сделал десяток диссертаций. Вы же не сделали ни одной…» Книга так и не увидела свет — возможно, Самохоцкий и впрямь неважно излагал свои мысли на бумаге. Такое не редкость. А вот одну диссертацию он все же сделал. После войны. Как бы пригодились военным хирургам идеи Самохоцкого, нестерильные операции, способы быстрого заживления гнойных воспалений! Сам он применял их ежедневно в Одесском госпитале, где работал хирургом во время оккупации. Здесь — многие знают об этом, — выполняя задания партизан, он укрывал и спасал людей. Оккупанты привозили в госпиталь раненых партизан, измученных пытками. Самохоцкий вылечивал их и помогал бежать, а для гестаповцев записывал их в покойники и предъявлял для подтверждения тела других людей. Он собирал деньги, чтобы выкупать у румын приговоренных к расстрелу; один смертник стоил тогда золотой червонец. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Война укоротила творческие биографии многих ученых. Подозрительное отношение ко всем, кто работал в оккупации, не способствовало научной работе. К тому же по чьей-то злой воле Самохоцкого не считали участником Сопротивления, хотя подтверждающие это документы лежали в его личном деле. Кстати, на квартире Александра Святославовича всю войну хранились ценные книги, спасенные из библиотеки Одесского медицинского института. Самохоцкий продолжал работать. И в 1946 году он с блеском защитил кандидатскую диссертацию. Ее название подходило бы, скорее, для обобщающей монографии: «Опыт определения лечебных закономерностей». Это был опыт жизни: диссертанту давно перевалило за пятьдесят.

аверное, пора уже объяснить, в чем суть идей Самохоцкого. В основе работ Самохоцкого лежат положения теории нервизма. Она гласит, что болезнь — это результат реакции центральной нервной системы на раздражитель. Каверну в легких, гной в воспаленном очаге создает не инфекция, а сам организм, в котором изменились процессы под воздействием раздражителя. Многие факты подтверждают это. Например, у спящего кролика, которому во сне привиты бациллы чумы, болезнь проявляется лишь после того, как он проснется. Если есть некая универсальная реакция нервной системы на раздражитель — та реакция, которая формирует болезнь, — значит, должен быть и другой универсальный инструмент, который, воздействуя на нервную систему, возвращает организм к состоянию равновесия. Какого сигнала ждет нервная система? По Самохоцкому, универсальный индикатор, сигнализирующий о любой болезни, о всяком нарушении в работе организма, — это электролитный состав крови. Отклонения элементов от нормы служат количественной оценкой болезни. Задача врача — указать центральной нервной системе, каких макроэлементов недостает, восполнить недостачу, выровнять их соотношение. Сложные растворы недостающих элементов вводятся в кровь, они раздражают хеморецепторы в стенках кровеносных сосудов, сигнал поступает в центральную нервную систему, и организм сам начинает нормализовать электролитный состав крови. Это — принцип. Подробности должны интересовать скорее врача, нежели пациента. При таком подходе к лечению диагноз уже не важен: Самохоцкий лечил не болезнь, а человека. Цитирую: «…Убежден, что время радикальной ревизии лечебных позиций классической медицины давно наступило и только консерватизм и инерция мышления тормозят это. Наша эпоха патентованных препаратов, когда по радио объявляют название препарата, перечень болезней, которые он лечит, цену и условия

хранения, — позорный тупик, отодвинувший идейные позиции лечебной медицины на многие столетия назад. Великие врачи древности, провозгласившие «нет болезней, есть только больные», — титаны по сравнению с мелюзгой, восхваляющей новые патентованные препараты, особенно заграничные. Если взглянуть на это сквозь призму великих идей Сеченова, Введенского, Павлова, Сперанского, то даже глупцу станет ясно, что патентованным препаратам — лидерам современной лечебной медицины — не вывести ее из тупика». Подход Самохоцкого к лечению был шагом на пути к теории терапии, и, судя по практическим результатам, удачным шагом. Вот что писал по этому поводу академик Сперанский: «У нас действительно нет теории терапии, почему наша фармакология до сей поры и развивается лишь по частному поводу. Работы доктора Самохоцкого в идейном отношении направлены к тому, чтобы понять необъяснимое в системе полезности и бесполезности наших лечебных мероприятий и испытать новую точку зрения в этом деле, способную пролить свет на давно уже существующие трудности».

а защите диссертанту устроили овацию. Аплодисменты отгремели, и что же? Самохоцкий по-прежнему ассистент, врач-одиночка, вылечивающий тяжелых больных, от которых отказался его шеф. Работа в целом так и не опубликована. Как говорил Самохоцкий, слишком много вдруг объявилось попутчиков. В октябре 1953 года собралась Комиссия по проверке результатов лечения по методу А.С. Самохоцкого. Профессура единодушно признала преимущество этого метода над консервативным лечением и приняла решение: «…Обеспечить дальнейшие исследования необходимой аппаратурой (спектрограф, микрофотометр, горелки для эмиссионного спектра и пр.)». Цена этому, как, впрочем, и многим другим решениям разных комиссий, известно какая. Для примера: в 1954 году мединститут получил спектрограф. Ректор отказал Самохоцкому и передал прибор на кафедру физики. Это было последней каплей. Самохоцкий ушел с работы, и никто не попытался задержать его. О независимости и бесстрашии Александра Святославовича до сих пор ходят легенды. Друзья рассказывают такой случай. Однажды в биллиардном зале Дома ученых доктор наблюдал игру двух высоких партийных чинов. Вдруг, после удара, шар сорвался за борт и покатился по полу. Игрок повелительно приказал маркеру Антону Павловичу, седовласому, с бородой по пояс, подать шар. Старик, шаркая и кряхтя, выполнил приказание. И тут раздался громкий голос Александра Святославовича: «До сей поры, Антон Павлович, я уважал вас, но после того, как вы позволили этим соплякам так с собой обойтись, я с вами не знаком». Повернулся и вышел. Не терпел ни высокомерия, ни раболепия.

Ему, конечно, приходилось общаться с чиновниками. Вылеченные пациенты сами, без его ведома, писали письма в разные инстанции, требовали создать Самохоцкому условия для работы, распространить его метод лечения. Когда Александра Святославовича вызывали в очередной кабинет и спрашивали, что ему нужно, он отвечал: «Мне? Мне ничего не нужно, это вам нужно». На этом разговор и заканчивался. Теперь, когда он не работал больше в мединституте, его день по-прежнему был расписан по минутам: работа, изучение литературы, занятия спортом, гимнастика. Все, что представлялось ему значимым, он выписывал в пухлые тетради. Отрадно было найти в них ссылку на «Химию и жизнь». Память по-прежнему работала четко, он читал наизусть Киплинга и Гумилева. Ясность ума, равно как физическое здоровье, он сохранил до последних лет. Себя лечил теми же средствами, что и своих больных. Пациентам, которых он теперь принимал дома, Самохоцкий говорил: «Вы должны поверить мне и выполнять все мои требования». Больные обычно соглашались — к нему приходили большей частью отчаявшиеся люди. Леля Михайловна Н., одна из его пациенток, сама медик, рассказывала, какое впечатление произвел на нее нестерильный шприц, который Самохоцкий вытащил из кармана домашнего халата. Когда он сдул со шприца табачные крошки и предложил сделать укол, она была близка к обмороку. Кстати, несколькими инъекциями Самохоцкий снял у нее вспышку псориаза. Когда Леля Михайловна стала делать для него анализы крови пациентов — а это необходимая диагностическая процедура в методе Самохоцкого, — работать стало полегче. Но это не казалось Самохоцкому выходом из положения, и он стал искать иные способы объективной оценки состояния организма. Он нашел их в китайской медицине. Тщательно, как, впрочем, все, что он делал, Александр Святославович изучил принципы иглотерапии и поиска активных точек, а затем изготовил прибор для диагностики. Теперь по разности потенциалов точек симпатической и парасимпатической ветвей вегетативной нервной системы он мог судить о том, нарушено ли и насколько нарушено соотношение калия и кальция в крови, чтобы затем скорректировать это соотношение. Никогда Самохоцкий не брал с пациентов денег, при первой же попытке «отблагодарить» отказывал в лечении. Однажды пациентка, которую он вылечил от остеомиелита бедра, оставила у него на столе конверт с деньгами. Не сразу сообразив, в чем дело, он догнал ее на лестнице и швырнул конверт. Деньги рассыпались дождем с третьего этажа. Когда друзья спрашивали его, почему он так поступает, он раздраженно отвечал: «Какое они имеют право оценивать то, что я делаю!» Была, правда, и другая причина. Он многого требовал от пациентов: диета, режим дня, не курить, не пить,

не принимать лекарств, вести дневник с подробным описанием самочувствия. Малейшее нарушение — и он отказывал в лечении. Деньги не позволили бы таких чистых отношений. Пациент для него всякий раз становился объектом исследования, а ему нужен был только чистый эксперимент. И еще одна причина: он очень боялся скомпрометировать свой метод. Говорил жене: «Никому не рассказывай о моем методе, а то такое наплетешь, что надо мной смеяться будут». Оценки все же сохранились — письма пациентов. Читаю, и берет жуть: тысячи спасенных и полная безвестность их спасителя.

Зои Николаевны собрались друзья, бывшие пациенты Александра Святославовича. Я задаю всем один вопрос — почему не осталось учеников, почему никто не продолжил его дело? Отвечают по-разному: нерасположение руководства института, непонимание со стороны коллегхирургов, отсутствие приборов, независимый и несладкий характер, всеобщее и чрезмерное увлечение антибиотиками, поначалу воспринятыми как панацея. Мало ли что еще. Впрочем, что толку теперь отыскивать причину. Такие истории в науке были и будут: ученый-одиночка, опередивший время, врач-одиночка… Стоп. Это меня и смущает — ведь Самохоцкий был врач, он не мог не понимать, что значит для человечества его метод лечения. Почему же он допустил, чтобы его идеи ушли вместе с ним? Почему не передал их никому? Понимаю, что это был человек независимый, с сильным чувством собственного достоинства, он не умел и не желал приспосабливаться, никогда не шел на компромиссы, потому что знал — за первой уступкой последуют другие, с каждым разом все большие… И все же — ведь он был врач?..

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Иллюстрация Александра Кука

Гипотеза

Кандидат биологических наук

Б.В. Рубцов

Раствор № 549 В истории отечественной медицины имеются достижения, которые не получили признания, несмотря на их значимость, а по прошествии десятилетий об их существовании и вовсе забыли. Одной из причин такой забывчивости — внеплановость, индивидуальность этих разработок, а в таком качестве они не могли стать в СССР достоянием широкой научной общественности. 14

Однако появление Интернета продемонстрировало, что «рукописи не горят». Сведения о подобных достижениях, сохранившиеся в воспоминаниях людей, рукописных материалах и диссертациях, в единичных экземплярах истлевающих на полках библиотек, стали общедоступными. Одна из таких работ — труд врача и ученого Александра Святославовича Самохоцкого.

Этапы работы Не буду повторять то, что сказано в предыдущей статье Л. Стрельниковой. Моя задача — подробнее рассказать о сути научной работы Самохоцкого. После окончания медицинского института он стал хирургом. В годы Первой мировой войны служил в госпиталях, где получил большой опыт лечения гнойных ран и послеоперационных осложнений. В те годы арсенал доступных антисептических средств был невелик — сульфаниламиды и антибиотики еще не были открыты, и для профилактики и лечения гнойных ран использовали в основном йод, карболку и спирт. Их применение не давало должного эффекта, соответственно смертность была крайне высокой. Самохоцкий еще на фронте задумался о поиске альтернативных способов лечения гнойных ран и послеоперационных осложнений. Он обратил внимание на старинный способ лечения ран с помощью дубильных растительных веществ (танинов). При обработке ран танинами на поверхности поврежденных тканей образуется пленка из коагулированных белков, которая защищает рану от проникновения бактерий и подавляет их размножение. После окончания Первой мировой и Гражданской войн, в 1923 году, в Одесском медицинском институте Александр Святославович начал инициативные экспериментальные исследования и практическое применение танинов разных растений для лечения ран. Результаты были удовлетворительные только в случае поверхностных повреждений. Лечение же глубоких ран и воспалительных процессов требовало глубоких инъекций растворов танинов. Однако они сопровождались развитием болевого шока и не оказывали заметного лечебного действия. Неудача не остановила Самохоцкого, а дала пищу для осмысления результатов и поиска других веществ, обладающих дубящими свойствами. Теория действия дубящих веществ на животные ткани к тому времени уже имелась. Ее использовали для разработки технологий дубления кожи в кожевенной промышленности. Из этой литературы Александр Святославович почерпнул, что кроме дубления с использованием растительных дубящих веществ, называемого «красным дублением», есть технология, при которой в качестве дубящих веществ используют хромокалиевые квасцы — «хромовое дубление». Соответственно следующий этап работы был посвящен изучению действия хромокалиевых квасцов и других дубящих минеральных веществ на заживление ран. В результате многолетней работы Самохоцкий создал многокомпонентный базовый раствор, на основе которого можно было делать разные его варианты, вводя дополнительные добавки. Выбор тех или иных компонентов Самохоцкому диктовали его теоретические представления о механизме развития

Антисептики н и м

н м и ин ни я н и и ии ьз , нь, , и , ин и н и ь н и ь н нн н и и , ня из н мн и , з н н

ь и и ми , н, ни , м н, м , ин и и и з ни ь я и ии и н и -

ГРУППА ГАЛОИДОВ н, и н ин,

, я,

ин

СОЛИ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ и, ни , , СПИРТЫ

м и

АЛЬДЕГИДЫ ФЕНОЛЫ

КИСЛОТЫ

ОКИСЛИТЕЛИ

и-

и и ни и ин

ин, из ,

и н

н я,

ЩЁЛОЧИ н

и мин

я и

КРАСИТЕЛИ ини

м ,

и м

и и н

,м и

и и ь

ДЕТЕРГЕНТЫ мин, ми и

и ин

м н н

н ,

ПРОИЗВОДНЫЕ НИТРОФУРАНА и з ь, нин, ин, з

ия и

и ин, н

ПРОИЗВОДНЫЕ 8-ОКСИХИНОЛИНА ни н , ин н ПРОИЗВОДНЫЕ ХИНОКСАЛИНА

, и ин

АНТИСЕПТИКИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ и и , СУЛЬФАНИЛАМИДЫ

ин,

и ин

ПРОИЗВОДНЫЕ НИТРОИМИДАЗОЛА м ДЕГТИ, СМОЛЫ

ь,

из,

,н

ин н

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

деструктивной воспалительной реакции и способах ее подавления. В целом работа была закончена к 1935 году. Кандидатскую диссертацию Александр Святославович защитил только в 1946-м году, когда ему было уже 56 лет. Она имела удивительное по широте научного охвата название: «Определение лечебных закономерностей». Защита диссертации сопровождалась бурными аплодисментами аудитории и получила лестные отзывы оппонентов. Поэтому вызывает недоумение, что полученные результаты не были востребованы практической медициной, а в дальнейшем были преданы забвению. Диссертация, по-видимому, — единственный подробный источник информации о достижениях Александра Святославовича.

Содержание работы Знакомясь с диссертацией Самохоцкого, поражаешься объему проделанной работы. Так, разработка оптимального состава лечебных растворов хорошо иллюстрируется их порядковыми номерами: растворы № 476, № 510 и, наконец, финальный раствор № 549. Объем биологических экспериментов также обширен. Лечебное действие растворов и их отдельных компонентов оценивалось на различных моделях не инфицированных и инфицированных ран. Эксперименты проводились на крысах, кроликах и собаках. В микробиологических экспериментах были исследованы бактерицидные и бактериостатические свойства лечебных растворов. Наиболее значимая часть работы связана с успешным клиническим применением препарата: описаны многочисленные случаи лечения гангрен, незаживающих трофических язв, применения после операций по иссечению грыжи, удалению аппендицита, устранению кишечной непроходимости. Препарат успешно применяли для лечения различных инфекционно-воспалительных процессов (сепсиса, тяжелых случаев дизентерии и кишечного лямблиоза), а также для лечения онкологических заболеваний, астмы, эпилепсии и кровоточащей раны у больного гемофилией. Опыт применения препарата не исчерпывается описанными в работе случаями. По словам Самохоцкого: «Приведенные истории болезней охватывают только незначительную часть наблюдений этого периода. В действительности в этот срок случаев спонтанной гангрены было около 120. Заболевания желудочно-кишечного тракта, септические процессы, хронические головные боли, невриты, невралгии и ряд других болезней также были объектами наблюдений. Наблюдения велись с 1933 г. по 1938 г. и охватили свыше 450 случаев». Как видно из приведенных примеров, пациентами Александра Святославовича обычно становились без-

надежные, а также находящиеся в критическом состоянии больные, лечение которых стандартными методами не принесло успеха. У тех, кого лечили раствором № 549, быстро улучшалось самочувствие: уменьшались боли, снижалась интенсивность воспалительных реакций, активировались процессы восстановления тканей. И все завершалось стремительным выздоровлением. Об эффективности данного препарата можно судить по выписке из протокола заседания конференции хирургических клиник Одессы в 1937 году: «В обеих клиниках данные методы применялись в большинстве случаев после безрезультатного лечения и дали положительные результаты. Некоторые больные из этого цикла наблюдений были в совершенно безнадежном состоянии...» Обращает на себя внимание то, что причину возникновения патологического процесса Александр Святославович никогда не анализировал и не учитывал. Способ лечения позиционировался как чисто патогенетический, вне зависимости от этиологического фактора. Но мы при оценке этих результатов должны учитывать, что наиболее частыми причинами возникновения этих заболеваний становятся инфицированные травмы, тромбофлебиты, рожистые воспаления, облитерирующие эндартерииты, тяжелые формы диабета, разнообразные инфекционные поражения органов. Надо полагать, что все эти случаи встречались в клинической практике Самохоцкого, однако, в независимости от причины возникновения заболевания, везде был достигнут отличный терапевтический результат. Особого внимания заслуживает серия операций, проведенных с умышленным пренебрежением правилами асептики и антисептики и последующим применением раствора № 549. Следует помнить, что в те годы неукоснительно соблюдались строжайшие меры асептики и антисептики, ведь антибиотиков не было. Но уверенность Самохоцкого в эффективности препарата была столь высока, что позволила провести эти операции под наблюдением специальной медицинской комиссии. Вот как сам автор описывал условия проведения этих операций: «…операции проводились в общей операционной. Руки не мылись и не обрабатывались стерилизующими растворами. Операционные инструменты, тампоны и перевязочные материалы не стерилизовались. Операционное поле ничем не обрабатывалось и простынями не закрывалось. В качестве шовного материала использовались обычные катушечные белые нитки № 40 и № 10. При случайном падении инструментов на пол они использовались дальше без обработки». Во время операции раствор № 549 применяли местно, а после операции его вводили внутривенно в объеме 2–4 мл в течение 5–6 дней. Чрезвычайно интересны случаи лечения онкологических больных, правда — единичные: рака легкого, рака нижней трети пищевода и лимфогранулематоза. Эта работа была начата незадолго до войны, что не

дало возможности автору наблюдать отдаленные результаты его терапии. Однако даже промежуточные результаты лечения злокачественных опухолей можно назвать удивительными или даже — фантастическими. У всех трех больных наблюдалась регрессия опухолей, и они были выписаны из клиники.

Гипотеза Самохоцкого о механизме лечебного действия его препарата На определенном этапе работы было сделано важное наблюдение: оказалось, что наружное применение раствора № 549 оказывало не только местный лечебный эффект, но также вызывало заживление травм на участках тела, удаленных от основного места применения раствора. Стало понятно, что раствор № 549 способен оказывать дистанционное, генерализованное воздействие на организм. Поэтому Самохоцкий исследовал системное действие препарата при его внутривенном введении. Полученные результаты превзошли ожидания. Оказалось, что препарат, введенный внутривенно, работал даже лучше, чем при местном применении. Дистанционный механизм лечебного действия раствора требовал своего объяснения. Самым простым было предположить, что раствор обладает сильными антисептическими свойствами, что и было проверено на культурах возбудителей брюшного тифа, паратифа А и В, стафилококка, стрептококка, кишечной палочки. Однако оказалось, что ни бактерицидным, ни бактериостатическим действием препарат не обладает. Более того, сам раствор № 549 оказался нестерильным, однако его внутривенное введение экспериментальным животным и пациентам никогда не вызывало инфекционных процессов. Таким образом, в эксперименте и при практическом применении раствора № 549 были продемонстрированы четыре его свойства: а) мощное лечебное действие; б) универсальность лечебного действия, выражающегося в его независимости от этиологического фактора, вызвавшего заболевание; в) дистанционное (системное) действие препарата; г) отсутствие у препарата антисептических свойств. Наблюдения за динамикой лечебного действия раствора № 549 привели Александра Святославовича к выводу о том, что его препарат не только подавляет воспалительные реакции и тем самым препятствует гибели поврежденной ткани, но также стимулирует ее восстановление. Сочетание всех полученных фактов позволило Самохоцкому заключить, что его препарат воздействует не на инфекционный фактор, вызвавший заболевание, а на физиологический механизм течения болезни, то есть на ее патогенез. Уровень развития биологических наук в те годы, в частности — иммунологии, не позволял сформулировать хорошо обоснованную гипотезу о молекулярном

Антибиотики: долгий путь открытия Древний Египет, Китай и Индия. Плесневелый хлеб прикладывали к ранам и гнойникам. Но, разумеется, о содержании антибиотика в зеленой плесени не знали. 1873 год. Русский врач А.Г. Полотебнов опубликовал труд «Патологическое значение зелёной плесени» о ее действии на гнойные раны и язвы. 1895 год. Итальянский врач Винченцо Тиберио опубликовал работу об антибактериальной силе вытяжки из плесени. 1896 год. Итальянский врач и микробиолог Бартоломео Госио выделил из плесени на испорченной кукурузе первый антибиотик — микофеноловую кислоту, активную против возбудителя сибирской язвы. 1897 год. Французский военный врач Эрнест Дюшен обнаружил, что плесень рода Penicillium разрушает палочку брюшного тифа. 1904 год. Русский ученый М.Г. Тартаковский сообщил, что вещество, выделяемое зелёной плесенью, подавляет возбудителя куриной холеры. 1913 год. Американские ученые Карл Альсберг и Отис Фишер Блек выделили из Penicillium puberulum субстанцию с противомикробными свойствами (это была пеницилловая кислота). 1928 год. Александр Флеминг выделил пенициллин. Однако вещество оказалось очень нестойким и разрушалось даже при кратковременном хранении. 1938 год. Говард Флори и Эрнст Чейни из Оксфордского университета решили проблему устойчивости, получив соль пенициллиновой кислоты. Производство этого лекарства началось в 1943 году. 1942 год. Микробиолог Зинаида Ермольева получила первый советский антибиотик пенициллин-крустозин.

«Химия и жизнь», 2 22,

2, www.hij.ru

механизме действия препарата. Александр Святославович сделал попытку связать действие своего препарата с его способностью химически связывать молекулы белков, то есть уплотнять ткани в патологическом очаге (в терминах тех лет — адстрингирующее действие). Однако такая логика разбивалась о факт дистанционного действия препарата. В отличие от действия препарата при его местном применении невозможно было объяснить, как химически высокоактивные соединения, введенные в кровь, которая представляет собой концентрированный раствор белков, достигают патологических очагов. Очевидно, что «дубящие» компоненты раствора № 549 провзаимодействуют с белками крови раньше, чем достигнут места назначения. Невозможность объяснить лечебный эффект препарата его прямым действием на патологический очаг побудила Самохоцкого искать другие механизмы. В первой половине ХХ века в медицине была широко распространена теория «нервизма», которая объясняла многие физиологические процессы рефлекторным влиянием нервной системы на жизнедеятельность органов и тканей. В соответствии с этой теорией Александр Святославович полагал, что компоненты его препарата действуют на гипотетические рецепторы, находящиеся в стенках кровеносных сосудов. В результате такого взаимодействия формируется рефлекторный управляющий ответ нервной системы, изменяющий физиологическое состояние организма таким образом, что в патологических очагах развивается противовоспалительная реакция и активируются восстановительные процессы. Самохоцкий затратил много усилий, чтобы обосновать свою гипотезу. Он показал, что у больных разнообразными инфекционно-воспалительными заболеваниями изменен окислительно-восстановительный потенциал и нарушен баланс ионов натрия и калия в крови, то есть величины этих параметров выходят за пределы их физиологических норм. Применение лечебных растворов с повышенным содержанием тех ионов, которые вышли за пределы физиологической нормы, нормализовало ионный баланс. Одновременно улучшалось состояние больного. Критический анализ этих результатов вызывает сомнение в правильности их интерпретации. Нормализацию ионного баланса можно рассматривать не как первый этап механизма действия раствора № 549, а как один из результатов его лечебного действия, реализуемого другими путями. Соответственно и механизм лечебного действия препарата можно объяснить с других позиций.

Иммунологическая гипотеза механизма действия раствора ¹ 549 С позиций современной биологической науки предположения Самохоцкого, постулирующие главенствующую роль нервной системы в механизме действия

его препарата, не выглядят убедительными. Сегодня известно, что нервная, эндокринная и иммунная системы управляют физиологическими процессами организма, тесно взаимодействуя, даже появился термин: нейроиммуноэндокринная регуляция. Несмотря на эту взаимосвязь, иммунная система имеет высокую степень автономности и способна сама распознавать иммунотропные стимулы и формировать на них адекватный ответ. Соответственно появляется возможность сформулировать иммунологическую гипотезу, которая объяснит, как действует препарат. Известно, что любой инфекционно-воспалительный процесс сопровождается появлением в воспалительном очаге ,окружающей его тканевой жидкости, а затем и в крови чужеродных или собственных, патологически измененных белков, полисахаридов и т. п. — так называемых антигенов. Завершение инфекции, воспаления или другого патологического процесса прямо зависит от силы реакции иммунной системы на эти антигены. Если антигены имеют низкую иммуногенность, то есть вызывают слабую иммунную реакцию против себя, то воспалительный процесс переходит в хроническую форму. Известно, что способность антигенов вызывать иммунный ответ зависит от размера их молекул. Антигены, имеющие молекулярную массу меньше 10 000 дальтон, обладают слабой иммуногенностью или не обладают ею вовсе. Если такие антигены соединить с крупной молекулой, то их иммуногенность многократно возрастает. Такое свойство антигенов широко используется при изготовлении вакцин, в состав которых кроме антигена часто входят органические или минеральные компоненты, сорбирующие на себе молекулы антигенов или связывающие их между собой. Тем самым достигается высокая иммуногенность и соответственно высокая протективная активность вакцин. В состав раствора № 549 Самохоцкий включил хромовые и алюминиевые квасцы, которые обладают способностью сшивать между собой белковые молекулы, взаимодействуя своими гидроксильными группами с амино- и карбоксильными группами белков. Логично предположить, что при введении такого раствора в кровь больного присутствующие в ней антигены будут связываться между собой либо с белками крови. В первом случае молекулярная масса антигенов должна кратно возрасти, а во втором случае они станут выполнять роль антигенных детерминант крупных белковых молекул. И в том, и в другом случае их иммуногенность должна заметно возрасти. Если увеличится иммуногенность антигенов, то неизбежно усилится иммунный ответ против них. Такой механизм напоминает классический процесс иммунизации какой-либо вакциной. Отличие состоит в том, что в случае обычной вакцины больному вводят специально приготовленный специфический антиген, а при применении препарата Самохоцкого высокоиммуногенный антиген формируется непосредственно в крови боль-

ного из присутствующих там слабых антигенов. Такой способ «иммунизации» позволяет усилить иммунные реакции организма именно против тех чужеродных или собственных патологически измененных антигенов, которые присутствуют в организме больного. Таким образом, предлагаемый механизм лечебного действия препарата Самохоцкого можно назвать внутренней (эндогенной) вакцинацией, а сам препарат — «эндогенной аутовакциной», то есть вакциной, которая формирует иммунный ответ организма против патологических антигенов, присутствующих в данный момент в организме больного. Соответственно, раствор № 549 можно рассматривать как универсальный противоинфекционный и противовоспалительный препарат.

Заключение Сегодня медики с тревогой наблюдают, как микроорганизмы приобретают устойчивость ко многим лекарствам. Это связано с широким и не всегда оправданным применением антибиотиков и других противобактериальных средств. В результате растет число людей, страдающих разнообразными хроническими заболеваниями. Такие больные, чтобы облегчить страдания, начинают применять разнообразные противовоспалительные препараты, в том числе — гормональные, из-за чего у них снижается реактивность иммунитета и соответственно — уровень иммунной защиты. Порочный круг замыкается. Наилучший выход из создавшейся ситуации — специфическая активация иммунного ответа против тех или иных инфекционных агентов. В наше время это достигается созданием противобактериальных и противовирусных вакцин. Этот процесс трудоемкий и дорогой, а применение вакцин иногда сопровождается их вредным побочным действием. Кроме того, поскольку число возбудителей заболеваний исчисляется десятками, то и число вакцин должно соответствовать их числу, но это по понятным причинам — невозможно. С точки зрения автора статьи, решить эту проблему можно, создав универсальный препарат, усиливающий иммунные реакции организма против поразивших его инфекционных агентов. Реальная возможность создания такого препарата продемонстрирована достижениями Александра Святославовича Самохоцкого, разработавшего «Раствор № 549», который может послужить основой для новых современных универсальных противоинфекционных препаратов.

Раствор Самохоцкого Самохоцкий обрабатывал воспаленные раны больных зеленоватым раствором из пузырька, который неизменно носил с собой в кармане халата. Почему цвет раствора зеленый? Любой химик подскажет, что зеленый раствор наверняка содержит соединения трехвалентного хрома. И будет прав. Действительно, Самохоцкий при разработке своих растворов для лечения воспалений использовал теорию и практику хромового дубления кож. В свой стандартный раствор наряду с другими компонентами он добавлял хромокалиевые квасцы KCr(SO4)2•12Н2О. Он сам готовил их из бихромата калия — яркооранжевого кристаллического вещества, которое видели студенты в кабинете Самохоцкого. Хром вместе с гидроксильными группами эффективно связывают белковые молекулы между собой, что и должно происходить при дублении. И, согласно гипотезе Б. Рубцова, происходит в крови при внутривенном введении растворов Самохоцкого.. В свой стандартный раствор Самохоцкий также добавлял алюмокалиевые квасцы, которые используют для дубления, — «для смягчения». Этот сульфат алюминия-калия, точнее его кристаллогидрат KAl(SO4)2•12Н2О — не новичок в медицине. Его используют для лечения трофических язв и гнойных ран, добавляют в дезодоранты для уничтожения микробов в поту, из него делают антисептическую жидкость Бурова.

«Химия и жизнь», 2 22,

2, www.hij.ru

Фото: XDubay

Радости жизни

Александр Гурьянов

Полеты двойного назначения Фантасты давным-давно дали человеку индивидуальные летательные аппараты. В XXI веке техника достигла такого уровня развития, что эти фантазии стали реальными изделиями, правда, пока в виде экспериментальных образцов.

«Есть одна у летчика мечта…» Путь в небо, точнее, мечту о нем, человечеству проложили еще мифы древности. Однако способность перемещаться на высоте птичьего полета появилась у нас не так давно: в 1783 году братья Жозеф-Мишель

и Жак-Этьен Монгольфье изобрели воздушный шар. Более столетия спустя, в 1903 году, братья Уилбер и Орвилл Райт построили и запустили первый моторный самолет, использующий подъемную силу крыла. Затем началась эра вертолетов, а в первые десятилетия XX века винтовой самолет стал главным средством перемещения на дальние расстояния. В малой авиации пропеллер и сейчас остается основным движителем. В середине ХХ века человечество освоило реактивный двигатель, который вместе с турбореактивным прибавил летательным аппаратам подъемного веса и скорости. Все названные конструкции и принципы их полета действенны и по сей день. Теперь к ним добавились

Фото: XDubay

компьютерные технологии, совершенная электротехника и новейшие материалы. А инженерный опыт и удешевление массового выпуска позволяют снижать отношение цены к качеству летательного средства. На наших глазах небольшие аппараты для полета одного или нескольких человек становятся реальностью, более того, теперь большинство граждан развитого мира могут если не приобрести их, то хотя бы опробовать в деле. В наше время гражданская часть человечества упорно стремится к комфорту, а милитаристская часть столь же упорно готовится к войне. Эти две тенденции сходятся на повсеместно провозглашаемой идее исключительности человеческой жизни, владеющей ныне умами многих представителей прогрессивной общественности. Под таким лозунгом, а также с целью «догнать и перегнать» военная техника становится все более сложной и изощренной, чему способствуют грандиозные средства, вкладываемые передовыми странами мира в исследования и инженерные разработки, а за ней подтягивается и техника гражданская. Благодаря этому сочетанию современные технологии стали неотличимы от чуда. Сейчас уверенно можно сказать, что в жизнь нынешнего поколения войдут индивидуальные средства передвижения по воздуху, подобно тому как в ХХ веке в жизнь каждого вошли механизированные средства передвижения по земле. Подобно скутерам, мотоциклам, снегоходам, легковым автомобилям и внедорожникам

Испытатель швейцарского летающего крыла с реактивным двигателем «Jetman», подобно фантастическому насекомому, осваивает небо среди небоскребов Дубая, февраль 2020 года

появятся средства индивидуальной аэромобильности на разный вкус, размер и кошелек. Это будут и машины индивидуалов, и групповые экипажи. Уже сейчас их прообразы испытывают в армиях разных стран, на стендах гражданских компаний и в гаражах умельцев. О некоторых из таких прототипов двойного назначения наш сегодняшний рассказ.

Реактивные люди В ракетном двигателе тяга создается за счет скорости отброса массы топлива, сгорающего при высокой температуре. На этом принципе инженеры по всему миру уже ко времени Второй мировой войны строили реактивные ускорители для самолетов или торпед. Советские конструкторы использовали порох, и первые испытания ракетного ускорителя на самолете У-1 прошли в 1931 году. Немцы в качестве топлива выбрали концентрированную перекись водорода, которая разлагается на воду и кислород с выделением энергии. Топливо прокачивали через трубу с соплом на конце, и в этой трубе при 740°С и с использованием катализатора, например раствора перманганата калия, перекись за сотни микросекунд взрывалась. Вырывающаяся из «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фото: Gravity Industries

Десантники, оснащенные британскими реактивными ранцами «Jet Suit», высаживаются на палубу корабля во время учений

сопла струя смеси газов создавала тягу. В 1945 году вместе с создателем ракеты «Фау» и будущим руководителем полетов на Луну Вернером фон Брауном, а также командой его инженеров эта технология перекочевала в США. Однако так началась не только история огромных космических ракет, но и небольших реактивных двигателей, в том числе ракетных ранцев. Конструкция их настолько проста, что рукастый инженер вполне сможет повторить ее в собственном гараже. На спине пилота крепят баллоны с перекисью и сжатым азотом, который будет выдавливать ее в середину горизонтальной трубы, расположенной сзади параллельно его плечам. Концы трубы с соплами загнуты вниз, а их повороты регулируют рычагами, пропущенными под мышками пилота. Рычаги оканчиваются тумблерами и рукоятками, управляющими полетом. Схема управления может быть разной. Основная проблема полета с таким ранцем состоит в выборе величины и направления вектора тяги относительно вертикали, по которой направлена сила тяжести пилота. Тренированный пилот делает это мощностью и направлением сопел двигателя. Он может стартовать резко вверх, медленно опускаться, зависать в воздухе, двигаться вперед с разной скоростью, вращаться на месте, двигаться по кругу и совершать другие маневры. Помимо ранца существуют и целые реактивные платформы с тремя (в виде треноги) и более соплами

для полета стоя, эдакий ковер-самолет. В этом случае техника управления немного другая. Пилот может заставить платформу двигаться, слегка наклоняясь в нужном направлении. Лазерные гироскопы и умные системы управления двигателями столь же умело обеспечивают устойчивость летящей платформы, как они это проделывают со всем знакомым одноколесным сегвеем. Американская компания «Bell Labs» создала первые реактивные ранцы уже в пятидесятых годах ХХ века. Рассказывают, что в 1961 году во время военных маневров пилот реактивного ранца стартовал с амфибии, преодолел водную преграду, приземлился в трех шагах от президента Джона Кеннеди и лихо отдал ему честь, чем чрезвычайно удивил своего главнокомандующего. Десятилетия спустя пилот с грохочущим реактивным ранцем заставил пригнуть головы болельщиков на трибунах летней олимпиады 1984 года в Лос-Анджелесе во время церемонии открытия. Видели реактивные полеты и зрители концертов Майкла Джексона. Военные США то останавливали финансирование этих программ, то возобновляли его. Дело здесь в таких генетически присущих небольшим реактивным двигателям недостатках, как принципиальная невозможность тихого полета и дальность, ограниченная сотней-другой метров. Практическое применение ранцы находят в космосе, где маневрирование в невесомости требует гораздо меньших затрат топлива и энергии. На Земле дело несколько поправляет турбореактивный двигатель с более высоким КПД. В нем топливо создает тягу при окислении кислородом воздуха, а подает его в двигатель скоростная турбина. Полет с керосиновым двигателем может длиться де-

Фото: ZEVA Aero

сятки минут, но его уже не соберешь в гараже. Такие продукты высоких технологий могут себе позволить лишь избранные страны. Другой широко известный тип ранца: треугольное самолетное крыло размахом в пару метров; его крепят к спине и рукам летчика. Пилот при этом выглядит как фюзеляж небольшого самолетика с четырьмя турбореактивными двигателями, укрепленными сзади под крылом. Внутри крыла размещены баки с горючим и системы управления. Эти малые формы индивидуальной летательной конструкции вобрали в себя опыт парапланеризма и затяжных прыжков с парашютом, когда до момента раскрытия парашютист маневрирует в небе за счет аэродинамического сопротивления ткани, натянутой между его рук и ног. В небе такие летательные аппараты выглядят как маленькие реактивные самолетики. До сегодняшнего дня они прошли огромный технологический путь и стоят на пороге серийного производства. Одна из самых известных конструкций с летающим крылом — это «Jetman» швейцарского пилота и инженера Ива Росси (Yves Rossy). Испытатели обычно стартуют с высокой горы, самолета или вертолета, а приземляются на парашюте. Испытания проводят в странах, где есть достаточная авиационная инфраструктура, однако ограничения на безопасность полетов минимальны, к примеру, в ОАЭ. Компания «Jetman Dubai» знаменита полетами своих каскадеров вместе с пассажирскими лайнерами, военными истребителями, наперегонки с гоночными автомобилями, вокруг небоскребов. Аппарат способен пролететь в

Американская индивидуальная летающая тарелка «Zero» в январе 2022 года доказала, что она умеет вертикально взлетать и садиться с пилотом, который стоит внутри ее корпуса. Однако и горизонтальный полет не за горами

небе полсотни километров и развить скорость в 400 км/ч. Тренированный пилот умеет резко изменять направление движения и выполнять пилотажные фигуры. Инженерная доработка конструкций идет постоянно, уже есть сообщения об успешных стартах с земли и посадках без парашюта. Так в 2021 году был установлен рекорд высоты — за три минуты испытатель поднялся на 1800 метров, при этом первые сто метров он преодолел за восемь секунд. Однако у «Jetman Dubai» не все так безоблачно. Прошлым летом во время тренировок в пустыне погиб потомственный скайдайвер и ведущий испытатель компании. На счету тридцатишестилетнего Винсента Реффе (Vince Reffet) были десятки рекордов и демонстрационных полетов на различных международных мероприятиях. О деталях происшествия компания так и не сообщила, по-видимому, чтобы не разжигать негативные мнения о себе. Самая совершенная на сегодня конструкция пилотируемого ранца — это турбореактивный «Jet Suit» от британской компании «Gravity Industries», которая основана бывшим морским пехотинцем Ричардом Браунингом. Он стал не только главным инженером, но и главным испытателем аппарата. В его конструкции способ управления ранцем слегка видоизменен. Турбореактивных двигателей пять: один из них крепится на спине, а по два других парами надевают на руки. Внутри правой муфты размещен рычаг управления тягами двигателей. Движением рук можно сильно изменять траекторию полета, но для этого требуются сильные мышцы, которые способны выдерживать не только импульсные, но и постоянные нагрузки. Это заставляет Браунинга, которому под сорок, быть отличным гимнастом: он тренируется на кольцах и пробегает десятки километров в день. Результаты впечатляют. Аппарат способен пролететь пять километров на одной заправке, его максимальная скорость равна восьмидесяти километрам в час. Полет не превышает десяти минут, при этом пилот обычно не поднимается более чем на четыре метра. Есть надежда, что падение с такой высоты в большинстве случаев не причинит ему серьезных повреждений. Сейчас «Jet Suit» вышел на стадию полевых испытаний: их проводят и над морем, и над сушей с разными ландшафтами. Например, во время морских учений НАТО Браунинг перелетает с быстроходного катера на самую высокую палубу преследуемого крупного боевого корабля; оттуда он сбрасывает веревочную лестницу для абордажной команды другого катера. Затем он вновь стартует, перемещается в воздухе на заднюю палубу, потом на шлюпку и отправляется на новое задание. Испытания на суше имитируют срочную доставку медикаментов раненому в лесу бойцу или травмированным в гористой местности гражданским лицам. Уже очевидно, что если мистер Кольт сделал всех людей равными, то мистер Браунинг доказал, что каж«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фото: Jetson Фото: Jetson

дый человек может летать. Правда, пока «нызэнько, нызэнько», как крокодилы из старого анекдота про услужливого прапорщика.

Фото: Jetson

Байки и тарелки

Пилот шведского аэробайка «OneAero», подобно героям «Звездных войн», легко маневрирует на лесных дорожках

Для увеличения дальности полета приходится отказываться от прожорливых реактивных двигателей и применять электромоторы с пропеллерами; они, впрочем, увеличивают полетный вес аппарата. Для перемещений на средние расстояния инженеры придумывают воздушные мотоциклы и микроавтомобили. Идеология их конструкций и принципов управления берет свое начало от вертолетов и многовинтовых дронов. К примеру, такой агрегат может выглядеть как маленький вертолет с сеткой винтов вместо одного. Из-за их многочисленности управление не требует от пилота сложных вертолетных навыков, оно понятно интуитивно, а сама конструкция более устойчива при полете. По своему пути пошла шведская компания «Jetson» при создании персонального электрического аэробайка «One Aero». Это первый индивидуальный дрон промышленного производства. Отцы-основатели компании Петер Тернстрём (Peter Ternström) и Томаш Патан (Tomasz Patan) завершили его разработку в конце 2018 года. Выглядит аэробайк скорее как узкая продолговатая мотоколяска размерами 2,5x1x1 м, а пилот погружен глубоко в ее чрево. Каркасом служит трубчатая клетка, защищающая пилота от ударов винтов. За прямоугольный периметр на уровне пола по углам вынесены четыре пары моторов с горизонтальными пропеллерами. Для управления полетом служат два ручных рычага с кнопками, расположенные у бедер пилота. А вот так выглядит имперский спидербайк из VI эпизода «Звездных войн». Судя по отсутствию пропеллеров, он не использует аэродинамический движитель, а передвигается за счет чудес какой-то новой физики

Фото: Klein Vision

Технические характеристики байка превосходны. Он разгоняется до сотни километров в час, способен подняться на многие сотни метров, а длительность полета составляет 20 минут. Весит аппарат всего 86 кг, а вес пилота не должен превышать 95 кг. Литий-ионные батареи максимальной мощностью в 88 кВт всего за час заряжаются от сети 220 В. У аэробайка есть автоматические системы управления зависанием, стартом и посадкой. Его лазерный локатор подает сигнал датчику определения препятствий, а трижды дублированный компьютер гарантирует безопасность полета, который можно совершать даже без одного мотора. «One Aero» легко петляет по лесной просеке, летает над озером, рекой, полем. В общем, захватывающие сцены из «Звездных войн», когда герои, соревнуясь в ловкости с имперским штурмовиками, гоняют на скоростных аэробайках по лесу и при этом избегают столкновений с деревьями, становятся практически зарисовкой с натуры. Компания уже начала продавать байки. При цене под сотню тысяч долларов он доступен многим представителям среднего класса развитых стран. Однако для покупки необходима предоплата в двадцать две тысячи долларов: это дает масштаб себестоимости при нынешнем мелкосерийном производстве, а также показывает, что в будущем цена может сравняться с ценой легкого наземного мотоцикла. В среднем предприятие собирает один аппарат в месяц. Заказы уже приняты на весь 2022 год и большую часть следующего. В два с половиной раза большую скорость полета имеет другой дрон — индивидуальная летающая тарелка «Zero» от американской компании «Zeva Aero». Это диск диаметром 2,5 м и весом 300 кг, сделанный из углеродного волокна. У него четыре спаренных двигателя с восемью винтами, которые развивают максимальную скорость 257 км/ч, а запаса энергии в аккумуляторах хватает на 80 км. Аккумуляторы с системой вентилирования на случай возгорания расположены по краям тарелки. В январе 2022 года состоялся очередной тестовый полет. Испытания прошли успешно. Хотя эту конструкцию пока серийно не производят, ее розничная цена уже объявлена: четверть миллиона долларов. Летчик заходит в середину тарелки, стоящей на ребре, и дает ей вертикальный старт. Затем «Zero» за двадцать секунд переходит в горизонтальный полет: на основном участке пути аппарат использует подъемную силу крыла. В полете пилот лежит на животе и в такой не самой удобной позе управляет аппаратом: и разумные люди, и квалифицированные врачи знают, что нагрузка на живот сильно угнетает дыхание. Полежать десяток-другой минут в тарелке, конечно, не проблема, благо в ней батареи емкостью в 20 кВт·ч. А как быть, если изобретут более емкие аккумуляторы? Эргономичному «One Aero» такие проблемы неведомы, но он не использует подъемную силу крыла, поэтому скорость и дальность полета у него меньше.

Совершив 29 июня 2021 года 35-минутный перелет из Нитры в Братиславу, словацкий «AirCar» сложил крылья, втянул хвост и поехал по дороге

Гибриды будущего К регулярным сообщениям о гибридных аппаратах, позволяющих с одинаковым успехом передвигаться в разных средах, читатели давно привыкли. Однако наладить их массовый выпуск до сих пор не удавалось. Причина в том, что любой гибрид теряет часть своих функций по сравнению со специализированной машиной. Энтузиастов это не останавливает. В январе 2022 года европейский сертификат годности к полетам получил очередной автомобиль-самолет. Двухместный «AirCar» словацкой компании «Klein Vision» построен под руководством профессора Стефана Кляйна, который стал и главным летчиком-испытателем. Это пятая из известных разработок профессора. Работу над ней он начал в 2017 году. В ближайшее время «AirCar» совершит автономный полет из Парижа в Лондон. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фото: Lazzarini Design Studio Фото: Lazzarini Design Studio

Итальянская летающая яхта «Air Yacht», имеющая длину 150 м, сможет бороздить просторы не только водного, но и воздушного океана. Конечно, если этот смелый концепт конструкторского бюро «Lazzarini Design Studio» воплотится в жизнь

Внешне аппарат похож на удлиненный автомобиль с двумя самолетными хвостами. Как его толкающий винт, так и колеса через передаточную трансмиссию приводит в движение 140-сильный двигатель компании BMW. На приготовление к полету «AirCar» тратит всего две с четвертью минуты: его хвосты немного удлиняются, из них вверх выдвигаются крылья, которые затем раскладываются в стороны и фиксируются параллельно земле. Автомобиль уже налетал более семидесяти часов испытательных полетов и совершил две сотни взлетов и посадок. Словом, все выглядит примерно так, как кинематографисты изобразили в старом фильме «Фантомас разбушевался». Потолок полета составляет два с половиной километра, а максимальная скорость равна 170 км/ч. При движении по шоссе она меньше на несколько процентов. Сертификация позволяет начать массовое производство автосамолета, но компания отложила его до создания усовершенствованной модели с двигателем собственной конструкции. С ним дальность полета до-

стигнет тысячи километров, а максимальная скорость будет 300 км/ч. Для официально разрешенного старта и приземления автосамолету требуется аэродром, но похулиганить пилот сможет на любом качественном шоссе. В будущем военным, полицейским, спасателям, разным силовым службам такая техника могла бы сильно облегчить выполнение их задач. Да и профессиональные пилоты смогут быстрее добраться до дома с аэродромов. Замыслы европейских дизайнеров становятся все более экзотичными. Недавно известное итальянское бюро «Lazzarini Design Studio» представило публике экзотическую небесно-морскую яхту. Она предназначена для экстравагантных миллиардеров и рассчитана на 22 гостя. У аэрояхты есть все удобства кораблей такого класса вплоть до танцзала и бассейна на крыше. Созданная из углекомпозита «Air Yacht» длиной в полторы сотни метров имеет форму катамарана из спаренных дирижаблей с гелием внутри. На каждом из них есть по два электродвигателямя с пропеллерами. Они должны предотвращать вращение яхты в полете, поэтому расположены у вершин прямоугольного периметра «Air Yacht». Сверху яхта почти сплошь покрыта солнечными панелями, которые будут подзаряжать ее аккумуляторные батареи. Дизайнеры прекрасного будущего надеются, что судно будет развивать скорость в 8 км/ч на воде и под 100 км/ч в воздухе. На первый взгляд яхта-дирижабль выглядит не очень функционально, но мечтать о странном никому не запрещено. Летательные аппараты, о которых рассказано выше, поначалу тоже были мечтами своих создателей. Прогресс здесь неостановим. Сегодня в Сети любой желающий может увидеть десятки подобных моделей. Их изобретатели и испытатели попрежнему жертвуют своим здоровьем и даже жизнью ради мечты о небе.

Фото: globaltimes.cn

РЕЗУЛЬТАТЫ: АЛГОРИТМЫ И РОБОТЫ

Прокурорский интеллект

«К

им , з жи , н ь м н з м и ня з з м и и и ян и м н , н н , м я и ни ь из я и , з м жн , н и , м и ь, и и н » и зя из н и з и ь « и из и н », ь и м, н н н из им им, н ж жи и и ж н им и и и и ьн , н и м нн н з ж ь н ьн ж ни м, н из н и н и з ж нн ми н н н я и н ни и и и н м , и м ии ь и нн и ния зн ниями ни и

мии н , з и м мм , я м и и н и и н м м з ь, я н ь и и , я м , н н ни зм ж н и я ии и н н н и м ми и нн ин , н ми н изи ь и з и з и ин и ь и н м и я н ни н м м 20 2020 з ь ния з я я им и н и и я ни и, ни нн я и , н нн м ин и м я ии ьн я и ьи н м и ,и ь им я ж нн , н нь я н я ия н з ни , и и м н нн ния ,н им , ,м нни н ими ми, з н и , н ж ни н н и ж и н зн м н им м

з и

яния, и

и н и з мин н и н ии м, н и и и ь н м и ни ия м и ни и и нн из ь, и им м , н и я з , з я я и и , н ни и ьз 20 и и им ня и я н и з ь , ж ния , н ь н з м я я н н я м ня н и я, ь н ям яз н и ьн м ин м, м н нн м н ж м жи и н нн и и ьн , з и ниж ни н н н з ния з и н яж и и и н з ин изи и нн м м, н и и н и и и нн ин н ни и и ьн им и яз ьн ь н ни н ин ж и и нн м нн ям н н (South China Morning Post, 26 декабря 2021 года) ни

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Шагают яки железные…

ем временем нарастает не только юридическая, но и военная мощь Китая: Народная армия получает самое современное оружие. Не отстает и военная робототехника. Согласно одному из январских сообщений Центрального телевидения Китая, в стране «независимо создан самый мощный в мире четвероногий бионический робот. Он будет выполнять задачи в сложных и опасных для солдат условиях, на удаленных приграничных территориях, в горных районах, в регионах боевых действий. Робот пригоден для ближней разведки, спасательных операций или доставки грузов». Строго говоря, использование шагающих механических устройств для перевозок грузов — давняя китайская традиция. Например, классик древнекитайской литературы Ло Гуаньчжун включил в «Троецарствие» сюжет о том, как даосский мудрец и военачальник Чжугэ Лян придумал самодвижущихся быков из дерева, которые быстро доставили провизию армии, застрявшей в горах (см. «Химию и жизнь», 2010, 12). Деревянные быки Чжугэ Ляна, видимо, приводились в действие силой энергии ци, а вот современного механического яка приводят в движение электроприводы, питаемые бортовыми аккумуляторами. Робот может бежать по пересеченной местности со скоростью 10 км/ч (для сравнения: скорость пешехода 5–6 км/ч) и способен нести груз весом до 160 килограммов; это рекорд для шагающих роботов. Длина робота около полутора метров, высота в холке — вдвое меньше, он свободно движется вперед, назад, по диагонали, быстро поворачивает и даже прыгает. При необходимости робояка можно оснастить вооружением самых разных классов.

Уже при первом взгляде на четвероногого китайского робота очевидно, что он представляет собой увеличенную копию механической собаки знаменитой американской компании «Boston Dynamics». Это неудивительно: предложенные американцами принципы конструкции этих роботов, пригодных для массового изготовления, теперь пытаются повторять многие военные и гражданские компании. Кстати, Народная армия также получит и механическую собаку весом в 32 килограмма, способную нести груз чуть большего своего веса. О том, на какое время этим бионическим четвероногим хватает заряда их батарей, пока не сообщается. (Global Times, 16 января 2022 года)

Робот на паркуре

ем временем компания «Boston Dynamics» также не сидит сложа руки и недавно представила новую модификацию одной из своих самых известных конструкций. Еще в 2013 году компания запустила проект «Atlas» по разработке двуногого робота, способного ходить, бегать, прыгать и даже преодолевать препятствия, как человек. В прошлые годы эти роботы маршировали вдоль прямой линии, делали гимнастические упражнения и танцевали под быструю музыку. Летом 2021 года воображение публики поразило видео о том, как робот выполняет паркурные прыжки. Оно было признано лучшим тематическим роликом года. Только что компания представила широкой публике новые возможности человекообразного робота, большинство деталей которого изготовлены методом трехмерной печати. Его запрограммировали на прохождение небольшой трассы паркура с предметами различной высоты. Теперь робот

на бегу перепрыгивает с предмета на предмет и даже делает сальто с места назад. Это, без всякого сомнения, новый уровень на пути к совершенству. Все движения и пируэты машины неотличимы от человеческих. Да и сама она выглядит как железный гуманоид в полтора метра ростом и весом за восемьдесят килограммов. Для обычных людей средней физической кондиции многие движения робота просто невыполнимы. Однако тренированного паркуриста роботу не переиграть: тот пройдет дистанцию гораздо лучше. Поэтому наметанный глаз спортсмена определит шероховатости в продуманной и отрепетированной последовательности движений робота. Одновременно с рекламным роликом появилось видео закадровой работы команды инженеров. Одноминутная съемка требовала нескольких месяцев подготовки. Разработчики полностью обновили и заново отладили программное обеспечение робота. Менеджер проекта Скотт Куиндерсма (Scott Kuindersma) говорит, что показанные в ролике достижения обычно ведут к таким инновациям в инженерии и программировании, которые затем используют все роботы компании. У специалистов при просмотре возникает вопрос, насколько отлажен искусственный интеллект робота? Точно ли он действуют по обстановке или все движения заранее просчитаны исходя из параметров известной полосы препятствий? Уже сейчас понятно, что через пару десятилетий подобный робот станет привычным элементом нашего социума. Сейчас вопрос стоит о том, когда у компании появится разработка, способная стать коммерческим продуктом. Ну а в роли важнейшего спонсора робота Atlas выступает небезызвестное американское агентство DARPA, занимающееся военной тематикой. (blog. bostondynamics.com/atlas-leaps-boundsand-backflips)

Фото: Boston Dynamics

Обучаемый скелет

кзоскелетами, позволяющими работнику физического труда моментально увеличить мышечную силу, нынче никого не удивишь. Применяют их и для реабилитации больных с поражением опорно-двигательного аппарата. Однако немецкой компании «German Bionic» удалось сказать новое слово: она встроила ИИ в агрегат, который оптимизирует трудовую нагрузку рабочего за счет того, что обучается моторике его тела. Такой подход соответствует главной идее компании, которая рассматривает роботов скорее как помощников, чем заменителей человека. Конструктивно умный скелет состоит из семикилограммового ранца с аккумуляторами: они питают приводы для бедер ног. Приводы крепят к спине и бедрам, и в результате средний человек вполне комфортно может переносить груз весом до тридцати килограммов. Правда, при этом мышцы плечевого пояса и руки работают как обычно. Устройство предназначено для непрерывного использования в течение всего рабочего дня, например, на складских терминалах. Принцип действия ИИ таков. Управляющая программа получает информацию от механических датчиков и обучается на индивидуальной манере движений рабочего. Далее она предупреждает его о возможных перегрузках, опасных режимах работы и даже травмах. ИИ может порекомендовать сделать перерыв на отдых. Экзоскелет оборудован дисплеем, показывающим вес груза и предупреждающим об опасном телодвижении. Данные передаются также в диспетчерскую предприятия. Как заявляют представители компании, это сделано для того, чтобы менеджеры могли проконтролировать технику безопасности. Однако такая связь поможет держать

на коротком поводке нерадивых работников. Экзоскелеты пока не получили широкого распространения. Ценность их для рутинной и постоянной работы все еще сомнительна. Да, они способны дублировать мышцы. Но другие элементы опорно-двигательного аппарата человека, например связки, сухожилия, хрящи, вынуждены при этом работать в непривычных для себя режимах. (germanbionic. com/5th-generation)

Генерализованный мозг

бъединение живого с неживым — еще одна тенденция нашего времени. В исследованиях мозга такой подход стал один из главных методов изучения его работы. И если большинство исследователей проводят эксперименты на мозге целиком, например вживляя в него электроды, то некоторые практикуют синтетические подходы. То есть на базе отдельных нейронов и электроники строят «мыслящие гибриды», так называемые нейрочипы. Такова и искусственная электронно-нейронная система «DishBrain», работу над которой с 2006 года ведет компания «Cortical Labs» из Австралии. В начале декабря 2021 года восемь ученых нескольких университетов этой страны под руководством ведущего сотрудника компании доктора Бретта Кагана (Brett J. Kagan) разместили свежую статью о своих успехах на сайте препринтов BioRxiv. Она посвящена новым результатом функционирования такого искусственного интеллекта. Гибрид представляет собой миллион живых нейронов, помещенных в питательную среду чашки Петри поверх сетки проводящих электродов. Сетка устроена так, что можно электрически возбуждать разные ее участки, а значит, и нейроны, а также детектировать распространение электрических сигналов. Нейроны брали

из мозга лабораторных мышей или выращивали из человеческих стволовых клеток. Исследователи с помощью сетки передавали на нейроны одной части электрические импульсы, которые должны были побудить клетки к выработке определенной реакции. В свою очередь, эта реакция порождала новый импульс; он воздействовал на другую часть нейронов. Получалась модель известной видеоигры Pong, цель которой перебросить мяч через сетку. Оказалось, что в процессе игры нервные клетки самоорганизуются, а гибрид выбирает оптимальные действия. При этом происходит его тренировка. При сравнении результатов этого обучения с машинным ИИ, который управлял электронным мячом без нейронов, выяснилось, что гибрид эффективнее на два порядка, а для обучения ему требуется всего пять минут. Исследование стало первым доказательством способности отдельных нейронов, собранных in vitro, организовываться в единую систему, адаптивно откликающуюся на внешний стимул. Авторы исследования уверены, что их работа поможет лучше понимать функционирование живого мозга. К слову, пока не существует даже качественной его теории. Как видно, отдельные клетки мозга намного превосходят существующие устройства электронного интеллекта. Бретт Каган настолько воодушевлен «DishBrain», что в своих интервью называет его киборг-мозгом, живущим в Матрице (аллюзия с известным фильмом). Более того, доктор уверен, что разработка гибридов есть магистральный путь создания «настоящего генерализованного интеллекта». Естественный интеллект почему-то представляется ему недостаточно совершенным. (bioRxiv: 2021.12.02.471005, 3 декабря 2021 года)

Выпуск подготовил Александр Гурьянов «Химия и жизнь», 2022,

2, www.hij.ru

Элемент №…

А. Мотыляев

Тулий: факты и фактики 30

Тулий — один из самых редких редкоземельных металлов. Никаких своих минералов у него нет, получить его можно, лишь переработав хвосты при добыче каких-то других собратьев по группе лантаноидов, мировая добыча составляет 50 тонн в год, которые используют в медицинской технике и рентгеновской аппаратуре. Вообще, интерес к тулию скорее теоретический, чем практический. Однако и у этого, в принципе не особенно востребованного элемента в XXI веке нашлась своя ниша. Так случилось благодаря развитию лазерной техники.

Откуда взялось имя тулия? На старинных картах именем Thule назван какой-то загадочный, ныне отсутствующий остров на север от Балтики; греки считали его северным краем Ойкумены. Когда с появлением науки эти карты стали сопоставлять с действительностью, некоторым исследователям пришло в голову: так называли нынешнюю Скандинавию. Неудивительно, что швед Пер Теодор Клеве, когда изучал примеси к оксиду эрбия в 1879 году, дал одному из двух свежеоткрытых элементов имя Thullium. Его-то мы и знаем теперь как тулий. Почему тулий может вызвать головную боль у студентов-химиков? В их головы и так должны уме-

ститься и систематические и разрозненные сведения о химии самых разнообразных элементов. До недавнего времени в химии тулия не было ничего выдающегося. В своих соединениях он стремился, как и соседи, к трехвалентности. Вообще, кроме галогенидов европия, иттербия и самария, других двухвалентных соединений среди лантаноидов неизвестно, в учебниках эти элементы названы «невосстанавливаемыми». Однако в 1997 году М.Н. Бочкарев с коллегами из нижегородского Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН сумел-таки восстановить тулий в растворе из трехвалентного до двухвалентного состояния. Для будущих студентов поясняем, что исходно был комплекс PhOTmI2(DME), который при помощи натрия обратился в PhOTmI(THF)4. Получились красивые кристаллы лилового цвета, а этот цвет как раз и соответствует у редкоземельных металлов двухвалентному состоянию. Впрочем, они довольно быстро блекли, становились светло-желтыми, а этот цвет уже трехвалентного состояния. В общем, такие повадки металлов известны многим, например любой садовод знает, что зеленый раствор железного купороса надо использовать сразу, а то он станет раствором рыжей ржавчины и не сможет защитить растения от всяких грибков, а сами растения не будут усваивать благотворное железо из удобрения: трехвалентный ион им не по зубам. Как бы то ни было, специалисты считают, что М.Н. Бочкарев открыл новую эру в химии редкозёмов, ведь до его работы двухвалентные комплексы таких «невосстанавливаемых» металлов удавалось получать только в экзотических реакциях осаждения из пара. Открытие двухвалентных комплексов тулия упомянуто в качестве важнейших результатов научной деятельности института. Теперь, получая такие комплексы в растворах, можно легко изучать реакции, которые не соответствуют правилам, установленным для подобных элементов. А это, среди прочего, еще и реакции актиноидов, которые весьма радиоактивны. Изучать-то их надо, ведь знания реакционных возможностей таких элементов важно для задач атомной энергетики, однако лучше это делать на менее опасных аналогах.

Зачем тулий в медицинском лазере? Примерно с 2005 года в мире наблюдается взрывной рост интереса к использованию тулиевого лазера в медицине. Об этом можно судить по числу публикаций в базе PubMed: в 2000 г. — 9 штук, 2005 — 25, 2010 — 53, 2015 — 106, 2020 — 183. Судя по всему, этот лазер станет главным для проведения прецизионных операций на мочевыделительной системе, а также для дробления камней, возникающих в ней. Чтобы понять, почему интерес вызывает именно тулий, совершим небольшую экскурсию в мир медицинских лазеров. Исторически, в 70-х годах, первым был газовый лазер на углекислом газе. Он дает излучение в дальней инфракрасной области, 10,6 мкм, и благодаря этому проникает неглубоко, разрушая и испаряя ткани в пределах сотни микрон. При этом под раной из-за нагрева усиливается микроциркуляция крови, отчего рана быстрее залечивается. Излучение СО 2-лазера хорошо и тем, что не повреждает ткани глаза, то есть хирург может работать этим лазерным скальпелем, не опасаясь за свое здоровье. Однако луч СО2-лазера изза большой длины волны невозможно загнать в тонкий волновод, то есть такой лазерный скальпель оказывается с толстым «лезвием». Да и важного для хирургов импульсного режима удается добиться с трудом. Следующим в клинику пришел твердотельный лазер: излучение генерирует кристалл иттрий-алюминиевого граната, в который добавлены собственно генерирующие свет ионы какого-то элемента. Первым таким элементом стал неодим. У него излучение лежит в ближней инфракрасной области, 1,06 мкм. Это имеет последствия, главное из которых состоит в том, что такой свет хорошо проникает внутрь ткани. В результате неодимовый лазер вызывает повреждения на глубине в 5–6 мм. С одной стороны, это неплохо: разрез получается глубоким, кровеносные сосуды хорошо запечатываются на большой площади вокруг раны и кровотечение останавливается. А с другой — может повреждаться и здоровая ткань, расположенная под разрезом. Поэтому неодимовый лазер применяют для грубых операций. Обращаться с ним надо очень осторожно: при попадании в глаз луч этого лазера может вызвать слепоту. В конце 80-х появился новый лазер: источником луча в нем служат ионы гольмия, введенные в кристалл все того же иттрий-алюминиевого граната. В СССР разработки по его использованию в медицине вели в Ленинградском институте точной механики и оптики под руководством доктора технических наук Г.Б. Альтшулера, сейчас он возглавляет американскую компанию «IPG Medical», одного из ведущих мировых поставщиков медицинских лазеров. Первое применение гольмиевый лазер нашел при операциях по удалению доброкачественной опухоли простаты. Поначалу неодимовым лазером отсекали толстые участки опухоли, а затем гольмиевым доделывали тонкие манипуляции — испаряли оставшиеся участки лишней ткани; теперь медики обходятся только голь«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Благодаря щадящим свойствам своего света, тулиевый медицинский лазер пригодится не только хирургам, которые проводят тончайшие операции на каналах мочеполовой системы, но и косметологам: под его лучом в коже формируются микроканалы и гранулы целебного препарата проникают на большую глубину

миевым. Причина точной работы этого лазера в том, что длина волны его излучения, 2,12 мкм, лежит в зоне поглощения воды. Поскольку наши организмы состоят в основном из нее, энергия такого луча быстро рассеивается, и он не наносит глубоких повреждений: зона действия составляет 400 мкм. А еще такое излучение легко загнать в тонкое оптическое волокно. Так в руках медиков появился удобный лазерный скальпель для прецизионных операций. Довольно быстро выяснилось, что гольмиевый лазер пригодится не только для удаления тканей, но еще и для столь важного дела, как дробление камней в почках и других участках мочевыделительной системы. И тут его способность греть воду оказалась важнейшей. Ведь биологические камни отнюдь не монолитны; они испещрены порами и трещинами, в которых имеется вода. Вскипая и взрываясь под действием излучения,

вода разрушает камень, превращает его в мелкую пыль, которая без особого труда выходит из организма. А благодаря тому, что такая камнедробилка заключена в тонком оптическом волокне, хирург может ввести ее в тончайший сосуд. В общем, с 2000-х годов медики дробят камни гольмиевым лазером. Однако нет предела совершенству. Как ни хорош гольмиевый лазер, есть у него недостатки. Прежде всего, это сам по себе способ генерации излучения с помощью кристалла граната. Источником света для него служит галогеновая лампа. Ее спектр далек от идеального: полезную работу выполняет от силы 10% этого света, а остальное идет в тепло. Поэтому гранатовый лазер требует водяного охлаждения. Лампа как источник света накладывает ограничения и на продолжительность лазерного импульса: у гольмиевого лазера она составляет 0,05 — 1 мс, а это маловато. Зачем нужна большая продолжительность импульса? Для того, чтобы ввести больше энергии и при этом не повредить сам световод: чем длиннее импульс, тем меньше его мощность при равенстве энергии. А еще свет, излученный кристаллом, трудно собрать в маленькое пятнышко: 200 мкм и не меньше, таков диаметр световода для гольмиевого «скальпеля». И вот в начале второго десятилетия XXI века на сцену вышел тулиевый оптоволоконный лазер. У него генерацию света осуществляют ионы трехвалентного тулия, распределенные по кремниевому волокну. В результате диаметр этого волокна определяет и диаметр выходящего из него луча, и сейчас рекорд составляет 50 мкм, то есть в четыре раза меньше, чем у гольмиевого. Однако если диаметр световода сокращается в четыре раза, мощность передаваемого излучения при равенстве энергии вырастает в восемь раз. Как не повредить световод такой мощностью? К счастью, для накачки волоконного лазера можно использовать светодиоды: они не только дают такой спектр, при котором тепловые потери минимальны, то есть для охлаждения достаточно вентилятора, но еще и позволяют подобрать нужную продолжительность импульса; у тулиевого лазера ее максимум 12 мс, то есть в 12 раз больше, чем у гольмиевого. Однако главное достоинство тулиевого волоконного лазера не в этом. Он дает свет с длиной волны 1,94 мкм. Казалось бы, отличие от гольмия невелико, всего-то 0,18 мкм, менее 10%. Но это принципиальное отличие: именно на 1,94 мкм приходится максимум поглощения воды. В результате ткани в четыре раза интенсивнее поглощают энергию тулиевого света, нежели того, что дает гольмий. Это позволяет делать еще более прецизионные операции, а камни дробить совсем уж в мелкую пыль. Сейчас медики пытаются использовать тулиевый лазер там, где ранее применяли гольмиевый: прежде всего это операции на простате и дробление камней. Проходят опыты по удалению опухолей, скажем, мочевого пузыря, удалению полипов внутри полостей

организма и даже на голосовых связках, причем последнее проводят амбулаторно и без анестезии. Благодаря тому, что ткани хорошо поглощают тулиевый свет, их не только отрезают, но и испаряют. Многие такие работы проводят в порядке экспериментов, и они свидетельствуют: использование тулиевого лазера снижает число послеоперационных осложнений и время пребывания в больнице. Видимо, производство и торговля тулиевыми лазерами скоро окажутся неплохим бизнесом по переоборудованию медицинских учреждений.

Будет ли тулий работать в атомных часах? Скорее всего, будет, во всяком случае, активную работу в этом направлении ведут исследователи из Российского квантового центра в Сколково, Физико-технического института и Физического института РАН им. П.Н. Лебедева. Например, в 2020 году они впервые получили конденсат Бозе — Эйнштейна из атомов этого элемента и теперь ищут новые методы работы с таким конденсатом, а также способы использования сверххолодных атомов тулия для создания компактных атомных часов, тех самых, которые лежат в основе информационной эры человечества. Именно атомные часы дают возможность синхронизировать глобальные сети коммуникации и навигации. Нужны сверхточные часы и для поиска новой физики, поскольку чем выше их точность, тем больше шансов заметить ничтожные изменения фундаментальных констант или отклонения от законов Ньютона, если, конечно, они действительно есть. Без точных часов совершенно невозможна работа перспективных приборов, например интерферометров с гигантской базой, когда входящие в них телескопы разделяют поистине космические расстояния; такие приборы позволят приблизиться к пониманию сокровенных тайн Вселенной, вроде устройства черных дыр или природы темной материи (см. «Химию и жизнь», 2022, 1). Подробно про атомные часы было рассказано недавно (см «Химию и жизнь», 2020, 9), однако напомним, что в основе их работы лежит точное измерение частоты электромагнитного излучения, которое осуществляет перевод атома или иона из одного квантового состояния в другое. Провести такое измерение не столь легко, как это может показаться хотя бы потому, что все в нашем мире находится в непрерывном движении, а в силу эффекта Доплера у движущегося атома резонансная частота зависит от скорости его движения. Значит, для точного измерения нужно атом максимально затормозить. Это делают, используя оптическую патоку, то есть систему из скрещенных лазерных лучей, каждый из которых не дает атому двигаться в свою сторону; атом оказывается подобен мухе, попавшей в липкую патоку. Однако есть неустранимый тепловой фон, так называемое излучение абсолютно черного тела, которое зависит от температуры и ни от чего более: летящие со всех сторон фотоны могут подталкивать

атомы, даже заторможенные лазерными лучами. Кроме того, на квантовых состояниях сказываются внешние электрические и магнитные поля. В принципе инженеры научились справляться со всеми этим трудностями и достигли неимоверной точности измерений: 10-18, то есть ошибка составляет одну миллиард миллиардную долю измеряемой величины, а рабочими атомами в точнейших часах служат цезий, стронций, рубидий. Однако как и в случае с медицинским лазером, нет предела совершенству, и опять тулий здесь выходит на сцену. Отличия его свойств от конкурентов кажутся незначительными, но на самом деле они принципиальны. Прежде всего, у этого элемента почти достроена электронная f-оболочка: на ней не хватает лишь одного электрона. Чем это хорошо? С оставшимся без партнера электроном удобно работать: структура его уровней энергии гораздо проще, чем у соседей по таблице Д.И. Менделеева. При этом внешние электронные оболочки надежно экранируют этот электрон от электрических полей. Нравится исследователям и частота излучения, которая вызывает переходы этого электрона на другие уровни: она столь хороша, что ошибка, возникающая от излучения черного тела, оказывается в тысячи раз меньше, чем у атома стронция. Лазерные лучи оптической патоки растягивают электронные оболочки, вызывая так называемую поляризацию атома, что дает свой вклад в ошибку измерений. Так вот, патока, которая удерживает тулий, дает поляризацию также в тысячу раз меньшую, чем та, что нужна для работы со стронцием. Это позволяет сделать тысячекратно менее жесткими требования к точности работы лазеров, формирующих патоку. За это надо платить: магнитные поля могут вносить большой вклад в ошибку измерения состояния атома тулия. Для устранения ее российские физики придумали остроумный ход. Обычно в атомных часах на атом светят лучом лазера, он возбуждает один переход электрона, и далее, слегка меняя частоту лазера, смотрят, когда возникает резонанс. А тулий позволяет одним и тем же лазером создать две популяции возбужденных атомов с разными энергиями перехода электронов. Численность одной популяции невелика, лишь 10% от другой. Однако этого достаточно для измерений: вклад магнитного поля в свойства атомов этих популяций противоположен и усреднением его удается полностью исключить. Эти теоретические соображения удалось в 2020 году проверить на практике, изучив поведение тулиевых облачков из нескольких сотен тысяч атомов. Результат оказался великолепен: тулиевые часы полностью свободны от систематических ошибок на уровне точности даже менее чем 10-18. Совершенствованием техники наверняка можно сделать точность еще лучше, но даже этого хватает, чтобы построить сверхточные часы, которые будут занимать совсем немного места и, стало быть, пригодны для транспортировки хоть на Земле, хоть в космосе. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фото: ТАСС

История современности

Л.А. Ашкинази

Как-то раз я и мой коллега… 34

Наука — это всегда приборы, и кое-что из прошлого интересно само по себе или может быть полезно будущему. Наука — это всегда эмоции, а уж какие эмоции создают приборы — кино и театр могут позавидовать. Вот еще несколько историй автора на эту тему.

Женская интуиция Сотрудник (в будущем автор «Химии и жизни») и его симпатичная сотрудница налаживают мощный газовый лазер. Ага, думаете вы, темнота, пронизанная тонкими лучами, напряженные взгляды ученых (глаз не видно за черными очками, но мы-то знаем — напряженные), замершие стрелки приборов... не, все не так. Умеренно захламленное помещение, лазер длиной почти во всю комнату — метра три, какие-то баллоны, провода, трубы, стучит насос, а шлангов-то, шлангов... до пронизанных тонких лучей еще пес знает сколько времени, а начальство уже лается.

Сотрудник, брезгливо переступая через шланги, ходит вокруг. За ним, как тень, скользит сотрудница в белоснежном халате. Когда он, повинуясь неведомым импульсам, останавливается, она мгновенным плавным движением достает из кармана халата гаечный ключ и вкладывает оный ему в руку. Тот подтягивает гайку, возвращает ключ и продолжает свое кружение. Откуда она знала, какую именно гайку собирался он подтягивать? — их там было много и разных. Женская интуиция — страшная сила.

Странности поведения Тот же сотрудник убирал картошку в совхозе так. Расстилал в начале грядки плащ, ложился на него и начинал тщательно рыть землю перед собой, растирая и просеивая ее, аки археолог. Продвигался за смену метра на три. Зато картошку выбирал всю. Правда, ставить его нам в пример начальство не решалось. Заметим, что примерно такие методы сельхозработ всегда применяли на Дальнем Востоке, а освоение передовой, в том числе японской, технологии — в те годы считалось велением времени. История страны разворачивалась на наших глазах. Помню времена, когда картошку сортировали вручную, из бурта, потом появились первые транспортеры с автономными двигателями на солярке. В эпоху транспортеров на солярке непременной принадлежностью транспортера была веревка, дергая за

На пять кнопок одним местом Один сотрудник как-то сел на пульт управления мощной установкой в тот момент, когда установка была включена. Просто сел попой, без какого-либо подтекста и тайного смысла, но оказалось, что человеческая задница, несмотря на гладкость ее поверхности, превосходно нажимает на кнопки. Причем на пять штук сразу. Ремонт установки занял несколько дней. Как же были огорчены те, кто на ней работал (в том числе и автор этого текста), и какими словами они доводили до сведения окружающих свое огорчение!

Кругооборот барахла в ВЭИ был устроен нетривиально. Свалка была, причем грандиозная, но «потенциально выкидываемое» сразу попадало на свалку только тогда, когда начальство визжало уже под сто децибел, а это бывало в двух случаях. Первый: «сверху» звонили и говорили, что завтра будет проверка пожарной безопасности, да не наша, а районная! городская!! Второй случай: начальство, войдя в комнату, стукалось коленкой обо что-то. Если же визга не было, то прибор, установка, стенд, ящик с деталями и т. п. сначала выставляли в коридор. И далее в течение нескольких дней мы наблюдали, как с прибора, установки и т. п. понемногу исчезали части — лампы, детали, провода, потом крепеж. Как пираньи — упавшего в реку ягуара, обгладывали инженеры и научные сотрудники выставленное в коридор. Иногда исчезал в итоге даже каркас. С другой стороны, научные сотрудники и инженеры считали своим приятным долгом посещать свалку регулярно, минимум раз в неделю; я — существенно чаще. Там можно найти много интересного, в частности — для преподавания. Однажды некий сотрудник принес со свалки лист железа примерно 1,5 на 1,5 метра и лихим движением засунул за некий шкаф. При этом листом была разбита пластмассовая крышка, закрывавшая клеммную колодку, через которую включались все приборы, а ребром листа некоторые провода, кои мирно лежали на полу, были перерезаны и замкнуты. Мне не хотелось бы цитировать сотрудников, в этот момент как раз работавших на установке и после этого чинивших сгоревшее и перегоревшее.

Фото: ТАСС

Свалка: туда и обратно

Эксперимент по лазерному зондированию полупроводниковых кристаллов, Институт физики твердого тела, Черноголовка, 1974

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

которую запускали двигатель. Веревка была гнилая и связанная из кусков, как и весь мир вокруг нас, а механик, запускавший двигатель, был пьян — опять же, как и мир вокруг. И, дергая за то, что изображало веревку, он эту веревку в сотый раз порвал и, огласив горестным комментарием долы и веси, куда-то (видимо, в тот мир, что был вокруг нас) канул. Я вынул из своих ботинок шнурки из капронового репшнура (ну да, альпсекция), двигатель был запущен, сотрудники с торжествующими кличами затоптали окурки и радостно приступили к сортировке.

Любопытство и изобретательность Сотрудники ВЭИ доброжелательны и любопытны. Значительная их часть жила в давние времена в поселке Удельное, в деревянных... ну, скажем так, домиках. Газовые баллоны во дворе, туалет во дворе. Однажды поздно вечером, зимой, один сотрудник шел по поселку домой. И услышал звук… высуньте язык вперед на два

Фото: ТАСС

На этой установке в Институте теоретической и прикладной механики изучали взаимодействие лазерного излучения с плазмой, Новосибирск, 1977

сантиметра и скажите «э-э-э». Примерно этот звук он и услышал. Пошел на звук и увидел зад, торчавший из уличного шкафа с газовыми баллонами. Что оказалось? Дядя поставил чайник на плиту, начал греть, но через некоторое время газ стал плохо идти. Дядя вышел на улицу, открыл шкаф с баллонами и, решив, что в вентиле замерзла влага, стал оттаивать его дыханием. В процессе оттаивания он его зачем-то лизнул. Только не спрашивайте меня зачем. Вентиль был медный, мороз был серьезный, язык мгновенно примерз. Отдирать? Дядя стоял у раскрытого железного шкафа, тыльной частью корпуса на улицу и тянул «э-э-э». Сотрудник сходил за чайником с горячей водой и оттаял ему язык. Двое моих друзей и коллег работали на некоей установке, потреблявшей для охлаждения, естественно, воду. Время от времени вода переставала идти, они вызывали водопроводчиков, те спускались в подвал, где находились трубы, по которым подавалась вода, и, вышедши оттуда, сообщали, что трубы замерзли, их надо отогревать паяльной лампой, это серьезная работа и им «надо». Им наливали 200 грамм. На третий раз, сотрудники усомнились — с чего бы замерзать трубам в подвале? Они спустились в подвал и обнаружили аккуратно закрытый кран.

Лихие 90-е и несостоявшийся пожар Однажды я застал сотрудниц библиотеки в обеспокоенном виде. Этажом или двумя ниже кто-то спалил трансформатор, и по вентиляции тянуло привычным для

Фото: ТАСС

У нас в помещении были фильтры (Петрянова!) для очистки воздуха и линолеум на полу. Для статического электричества — самое оно; человек подходил к оборудованию, а оно его — шарах: искра пробивала несколько сантиметров, было больно. Народ наловчился, подходя к чему-либо, доставать из кармана монетку и разряжаться через нее — больно-то было не от тока, а от плотности тока. Но монетка не всякий раз находится. Я сделал фторопластовое, то есть диэлектрическое, кольцо на палец, в котором было встроено сопротивление в 2 МОм, контакт для касания пальца и контакт для прикосновения к оборудованию (эскиз можем выслать). Работало прекрасно. Правда, можно было просто носить кольцо с острым выступом для облегчения пробоя, но так было интереснее. Я даже оформил это как рацпредложение и после трех часов писания бумаг и сбора пяти подписей получил 30 рублей — четверть моей тогдашней месячной зарплаты. Правда, досталась мне от этой суммы половина — при оформлении рацпредложений полагалось, чтобы среди авторов был один рабочий. Этот человек совершенно не стеснялся много раз брать у меня 15 рублей ни за что. Я провел несколько счастливейших лет в кладовкекурилке-подсобке, пока строилось новое помещение для лаборатории (где потом был линолеум, фильтры Петрянова и много интересного). Стояли там два мощных форвакуумных насоса (ВН2МГ), выбрасывавших масло сюда, а не на улицу — ну не долбить же стену! — и в этом же помещении была и курилка. И стоял стол, на котором я написал несколько статей для «Журнала технической физики» и половину диссертации. Я работал и был счастлив, насосы не мешали — они гремели, но не разговаривали. В той же кладовке была и раковина, которую до моего поселения в кладовку сотрудники использовали как писсуар (нечто подобное художественно воспел Войнович, на то он и певец совка, рабочее место в туалете упоминали и Стругацкие, ой, неспроста…), а может, и потом, правда в мое отсутствие. Выпил, покурил, использовал раковину и пошел работать дальше — все гармонично. Пребывание в течение нескольких лет в одной клетушке с форвакуумными насосами и их выхлопом нисколько не вредит здоровью — именно в эти годы я успешно занимался спелеологией. Тут даже просматривается некая тонкая связь: темнота, грохот насосов — как гул подземных водопадов, вечная ночь, желтая лампа над столом или на каске, семьдесят метров камня над головой, стальные тросики лестниц, ровные строчки уравнений...

Сотрудники Объединенного института ядерных исследований налаживают лазерный источник ядер углерода, Дубна, 1976

любого инженера запахом паленого трансформатора. «Мы обошли весь фонд, — сказали они мне, — вроде нигде не горит». С чувством, что говорю какую-то глупость, хотя еще и не понимаю какую, я произнес: «А в пожарную охрану вы не звонили?» (в ВЭИ, естественно, своя пожарная служба, но на дворе 90-е). «Звонили», — потупив глаза, ответили они. «И что?» — спросил я. «Нам ответили, что денег нет и всех пожарных уволили». Я не нашелся, что сказать. Девочки были милые и меня привечали — я регулярно носил им ацетон. У нас было много всякой химии, а для чего они его применяли, спросите любую женщину. Когда тот ВЭИ, в котором прошла моя молодость, кончился, он перед этим уничтожил библиотеку. А перед этим девочки вызвали меня и сообщили, что их закрывают и все списывают. Я унес два рюкзака старых книжек, которые ныне украшают стенды в «Музее радио и радиолюбительства имени Э.Т. Кренкеля» в Москве. Они меня не забыли — ведь я спас их от мусоросжигательной печи. Когда я вожу школьников в этот музей, то, проходя мимо соответствующего стенда, здороваюсь с книжками, а они — со мной. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Изобретательность Когда в СССР стали попадать из-за кордона первые наручные электронные часы, то через некоторое время возникла потребность в батарейках. А их-то и не было. Один сотрудник разработал технологию зарядки батареек, и к нему выстраивалась очередь. А еще у него был самодельный кипятильник — уж не знаю, на сколько именно киловатт, но на много. Думаю, что на пять или около того. И когда он врубал питание, кипятильник издавал звук «д-ж-ж-ж» и кипяток был готов. Этот же сотрудник, мой друг Василий Федоров, некогда работал на ускорителе. Там количество регистрирующей и управляющей аппаратуры было столь велико, что не оставалось места, свободного от проводов, — ну словно змеи по всем стенам. Змеились... Провода выходили из соседней комнаты слева и ныряли в соседнюю справа (и наоборот), и никто не знал, какой провод откуда, куда и зачем. Кроме, разумеется, своих собственных проводов, но их было так мало, что не о них речь. Когда для монтажа какой-либо схемы нужен был провод, а под руками его не оказывалось, брали кусачки и выкусывали из стены. В 95% случаев ничего не происходило, потому что 95% этих проводов уже не шли ни от чего, и ни к чему, и были ничьи. В 5% случаев с воплями прибегали хозяева, у которых что-то отключилось. Тогда выкусыватели говорили: «Ах, пардон!» И немедленно восстанавливали содеянное. Главное было запомнить — откуда выкусывали.

Странное чувство Одну из технологических операций мы делали в ИГИ — Институте горючих ископаемых, на мощной установке, высота два с половиной метра, метр в диаметре, печь — полторы тысячи градусов, непрерывный процесс — 100 часов, то есть четверо суток, с нагревом и остыванием — неделя. В основном в печи находилось то, что принадлежало владельцам печи, ну и немного наших деталей. Круглосуточное дежурство, а у них не хватало персонала — стало быть, мы дежурили тоже. Бартер натурой. Дежурить полагалось по двое, были случаи, когда я дежурил один. Если двое — спали, теоретически по очереди. Практически не совсем так. И вот как-то раз просыпаюсь я от нехорошего звука, иду в соседнее помещение, где стояла печь, и — о! Из верхней части печи бьет белая струя, под потолком, через всю комнату, в диаметре — дециметр в начале, в конце расширяется до метра. На взгляд, линейкой не мерил. Я очень быстро возвращаюсь в ту комнату, где спали, с намерением разбудить напарника — он из местного персонала, знает, как выключить установку. Мне это никто не рассказал — действительно, я же буду не один. Однако местный персонал пьян так, что не просыпается от моих — поверьте! — очень серьезных

попыток растолкать. Возвращаюсь, смотрю на струю, с ревом бьющую поперек помещения, и зачем-то вспоминаю, что до ближайшего телефона — двести метров, автомат на другой стороне Ленинского проспекта. Да и кому и куда звонить — три часа ночи на дворе. Тут меня второй и пока последний раз в жизни посещает интересное чувство — мне не страшно, мне не хочется бежать, но мне хочется «оказаться не здесь». Понимаю, что это надо переждать, стою и жду. Секунд через пять-семь чувство проходит. Иду к щиту управления, соображаю, где регулятор, снимаю накал и отключаю печь. Ложусь спать. Утром местный персонал куда-то незаметно исчез.

Куда удобнее кидать В советские времена научные работники и инженеры от недели до месяца в году проводили в колхозах. Не знаю, везде ли и все ли, но мы — да, и обычно — месяц. Так что колхозный опыт у меня изрядный; интереснее всего было работать помощником ветеринара, об этом я еще как-нибудь расскажу. Однажды попали на силосование. Суть: котлован, в котором лежат трава, сено и уж не знаю что, возможно, чем-то залитые или с чем-то перемешанные. Идут время и физико-химические процессы, и наступает момент, когда эту массу надо измельчить и положить осуществлять физико-химические процессы дальше. Измельчает машина, у которой спереди вращается барабан с горизонтальной осью длиной метра два с половиной и диаметром метра полтора. Барабан состоит из реек, он захватывает траву и утягивает ее внутрь измельчителя. Полагаю, что, по замыслу конструктора, машина должна плавно ехать вперед, машинист должен, не отлепляя «Беломор» от губы, пошевеливать рычаг подобно песенному баргузину... не, в реале все не так. То ли трава не такая, как на опытной силосной яме, то ли рабочую силу, как всегда, некуда девать. Короче: машина стоит, а траву в барабан вилами кидают людишки. Двое местных — один постарше, один молодой, и двое научных работников, я и мой коллега. Ну, барабан вращается, верхняя часть навстречу нам, нижняя — от нас. Мы кидаем траву вниз, местные — вверх. Вниз кидать легче — не надо поднимать вилы. Вдобавок при кидании вверх часть (около 5%) благополучно сталкивается с рейками и отлетает в морду. Мы говорим местным: «А почему бы не кидать вниз?» И объясняем, и показываем, и объясняем еще раз. После пятиминутных раздумий молодой начинает кидать вниз, как мы. Более опытный старший товарищ продолжает кидать вверх. Так что ответ на вопрос «куда удобнее кидать?» неочевиден.

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

Очередная прекрасная книга наших авторов

ИЗ КНИГИ ВЫ УЗНАЕТЕ: — ЗАЧЕМ

годами смотреть на каплю битума, считать сперматозоиды в кока-коле, коллективно думать о мире или выбирать начальника жребием?

— ПОЧЕМУ

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

— КАК работают приманиватель молодежи, отпугиватель голубей, переводчик со звериного, поцелуи, мнимые числа и, вообще, легко ли плыть в сиропе… «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Сергей Бычков,

Размышления

Ph.D, Лаборатория сейсмических сигналов, университет Британской Колумбии, Ванкувер, sergueibychkov@gmail.com ии Петра Перевезенцева

Игры Плутона Понимают ли геофизики жизнь земных недр? Есть мнение, что они бесконечно далеки от этого. Теоретический мираж При изучении научных трудов по проблеме землетрясений, внезапных выбросов пород, извержений вулканов, обвалов и других катастроф, связанных с разрушением горных блоков, создается впечатление, что владыка подземного царства Плутон, опасаясь за свою власть, ввел людей в заблуждение. Для этого он замаскировал единый процесс образования сейсмической энергии под отличные друг от друга механические, физические и химические процессы. В результате люди погрязли в многочисленных классификациях сейсмических явлений, терминах, определениях, значениях, противоречивых гипотезах и никогда уже не узнают секрета образования сейсмической энергии. Хитрый Плутон неусыпно блюдет секрет своего царства, всячески удобряя и лелея миф о многообразии форм и энергетических моделей подвижек земных пород. Он понимает: как только геофизики догадаются, что механизм образования энергии всех сейсмических явлений один, тогда люди, а не он, станут владыками Земли. И пока задумка Плутона хорошо работает Переходя от шуток к делу, можно заметить, что, разбив единый механизм сейсмического процесса на множество осколков, геофизики получили сверкающий калейдоскоп красивых миражей и красочных картинок, которые слепят глаза и, тысячекратно отразившись в зеркалах ложных гипотез, исказили суть процесса землетрясений до неузнаваемости. Сложность описания механизма землетрясений за-

ключается не в том, что он действительно сложен, а в инерции мышления у большой части геофизического сообщества, которое оперирует знаниями столетней давности. Именно поэтому у геофизиков нет ответов, к которым можно относиться с доверием. Они словно уткнулись в стену и, вместо того чтобы взобраться на нее и рассмотреть открывшуюся за ней панораму, с комфортом устроились у подножия, где рассказывают друг другу сказки о том, что, по их мнению, может находиться за стеной. Имя этой стены — теория упругой отдачи Рейда.

Гадание по методу Гарри Рейда Здесь уместно напомнить, что такое теория упругой отдачи. Ее суть заключается в том, что, когда земная кора деформируется при движении составляющих ее блоков, породы, которые охватывают противоположные стороны будущего разлома, подвергаются напряжениям сдвига. Под их действием медленно накапливается упругая деформация. Как только напряжения превышают предел сдвиговой прочности в блоке земной коры, возникает разлом. Тогда напряжения снимаются, и оба получившихся блока возвращаются почти к своей первоначальной форме, но при этом они оказываются сдвинуты по отношению друг к другу. А куда же делась упругая энергия, которая копилась по мере их деформации? Она высвободилась в виде сейсмической волны. То есть случилось землетрясение. Приведенная последовательность событий пришла в голову геофизику Гарри Филдингу Рейду, когда он пытался понять причину катастрофического землетрясения 1906 года, стершего с лица Земли город Сан-Франциско. Изучая случившееся событие, он обнаружил следы смещения краев разлома Сан-Андреас, на котором случайно построили город Сан-Франциско. Это и натолкнуло его на идею упругой отдачи. Со дня публикации Рейда в 1911 году, по милости этой теории, изучение сейсмических явлений превратилось в процесс гадания на кофейной гуще, костях, картах Таро, в геоалхимию или во что угодно, но только не в науку. Результатом такого состояния дел в геофизике стало отсутствие каких-либо результатов вообще. Сто лет пролетели как один день, а геофизики как создавали небылицы вокруг упругой отдачи, так и продолжают их создавать. Несмотря на такое печальное положение дел, современные ученые делают вид, что ничего особенного не происходит: в полную силу работают сотни геофизических контор, в них пишут «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

стигает критической точки предельной прочности пород, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением в виде землетрясения». Как видно, ложная идея Рейда о способности пород аккумулировать энергию упругих напряжений породила другую ложную идею — о смещении плит и блоков в результате якобы возникшей упругой отдачи, что не соответствует наблюдаемой действительности. Профессора геофизики преподносят процесс землетрясения студентам как реакцию примитивной силы упругой деформации, образующуюся при столкновениях тектонических плит и блоков, которые зажаты в тиски объемного давления окружающих пород. При этом абсолютно игнорируются законы термодинамики, принципы наименьшего действия, Ле Шателье — Брауна, Сен-Венана, законы упругой деформации тел.

Принципы физики

тысячи диссертаций, нескончаемым потоком льются в журналы умные статьи, произносятся речи о крупных достижениях в разгадке сейсмических секретов природы. Печально. Идея главенствующей роли упругих деформаций в сейсмических процессах, словно раковая опухоль пустила метастазы в виде множества ложных идей. Приведем простой пример рождения в современном учебнике такого метастаза из определения Рейда: «Землетрясение возникает при скольжении тектонических плит относительно друг друга или вдоль разлома, движению которых препятствует сила трения. Вследствие этого в породах накапливается энергия в форме упругих напряжений. Когда напряжение до-

Остановимся немного на этих принципах. Наиболее общее значение из них имеет принцип наименьшего действия, он же принцип Гамильтона, который изучают в курсе теоретической механики. Этот принцип исходит из древней философской максимы: природа ничего не делает напрасно и во всех своих проявлениях избирает кратчайший или легчайший путь. В наиболее совершенном математическом виде этот принцип сформулировал Уильям Роуан Гамильтон в 1835 году. Согласно ему, любая механическая система следует по пути, который обеспечивают минимальные вариации ее функции Лагранжа, задающей изменения энергии системы в зависимости от координат и скоростей их изменения. Этот путь пролегает в шестимерном пространстве из трех пространственных координат и трех импульсов. Гамильтонова механика лежит в основе всей современной физики. Принцип Ле Шателье — Брауна, как правило, упоминают применительно к задачам химии, однако у него гораздо более широкое поле деятельности: он работает в механических, электрических, тепловых, социальных и других системах. В 1884 году Анри Ле Шателье заметил, что если на термодинамическую систему оказано воздействие, выводящее ее из равновесия, то система станет вести себя так, чтобы в него вернуться. Обобщение на электрические системы сделал Карл Браун; он занимался созданием радиотехники и вместе с Гульельмо Маркони получил в 1909 году, то есть спустя три года после смерти А.С. Попова, скандальную Нобелевскую премию за изобретение радио. Фактически принцип постулирует наличие у любых равновесных систем сопротивления изменениям. Чтобы изменения состоялись, систему нужно вывести из равновесия. Принцип Сен-Венана менее общий, но при рассмотрении механики сплошной среды он весьма важен. В 1855 году граф Жан-Клод Барре де Сен-Венан предложил один из важнейших принципов сопромата,

без которого нельзя рассчитать ни одну конструкцию. Суть его такова. Представим, что к твердому телу приложена некая неравномерная нагрузка, например острый каблук надавил на асфальт. Она вызывает появление в этом теле столь же неравномерного поля напряжений. Однако в глубину эта неравномерность проникает недалеко: на расстоянии больше характерного размера приложенной нагрузки неравномерность отсутствует. Иными словами, каблук, за счет концентрации напряжений, может разрушить асфальт ровно на величину своего сечения и глубже не провалится. Этот принцип из теории не следует, но он подтверждается экспериментом, численными методами решения задач и строгими аналитическими решениями частных случаев.

Кое-что внутри Теория Рейда, как и вся теория упругости применима только к однородным твердым телам. А что мы имеем в глубинах планеты, где возникают землетрясения? Огромные тектонические плиты, расплавленные и просто раскаленные блоки пород, пропитанные различными газами, водными флюидами и прочими магматическими расплавами. Эти наполнители никогда не стоят на месте, а под действием давления и температуры мигрируют, меняя прочностные свойства подземного композита и создавая зоны резкого изменения горного давления. Кроме того, теория Рейда не учитывает многообразие минералов, их молекулярный состав, энергии атомных связей, электромагнитные свойства. Она игнорирует тот факт, что при резком изменении давления будут проходить фазовые превращения, породы земной коры в любой момент времени могут мгновенно разрушиться, расплавиться, затвердеть, увеличиться в объеме, сжаться. Представим, как в результате подвижек тектонических плит в каком-то участке их контакта резко падает давление и перегретые породы плит плавятся: получится огромный резервуар магмы; она начнет пробивать себе дорогу по разломам и трещинам к дневной поверхности, создавая по пути следования гидравлические удары огромной мощности. Чтобы объяснить порочность теории Рейда, приведу один простой пример, который будет понятен любому, вне зависимости от того геофизик он или школьник старших классов. Из законов механики известно, что работа силы упругости пружины зависит только от ее начальных и конечных размеров. Исходя из этого, рассмотрим два случая. 1. Наезд автомобиля с обыкновенной резиновой шиной на лежащий на дороге гранитный булыжник. 2. Наезд автомобиля с шиной из гранита на гранитный булыжник. В первом случае резиновая шина изменит форму и объем. Величина разности объемов шины до и после будет определять силу упругости. В свою очередь, и

в гранитном булыжнике возникнут силы упругости: он ведь тоже изменит размер и форму. Но это изменение будет сравнимо с размером кластера из нескольких молекул, то есть разность объемов булыжника будет стремиться к нулю, следовательно, сила упругости булыжника составит ничтожную величину. Во втором случае, при наезде автомобиля с гранитной шиной на гранитный булыжник, ни гранитная шина, ни гранитный булыжник почти не изменят свои формы и размеры, в них не возникнут сколь-нибудь значимые силы упругости. При увеличении нагрузки вследствие принципа Сен-Венана произойдет разрушение зерен гранитной шины и гранитного булыжника в месте их контакта, и они плавно превратятся в блин, размазанный на дороге. Чудовищные энергии, высвобождающиеся при землетрясениях, упорно подталкивают нас к пониманию факта, что первоисточник подземных толчков никаким образом не связан с упругими деформациями. К примеру, сейсмическая энергия, выделяемая при землетрясении магнитудой восемь, равна эквиваленту взрыва одной гигатонны тротила. Такой взрыв соответствует давлению в сотни тысяч МПа, а теоретическая прочности земных пород составляет всего 40–600 МПа. Следовательно, горный массив физически неспособен накопить гигатонны энергии через упругие деформации, поскольку порода разложится на составляющие ее молекулы задолго до достижения такого уровня энергии. Эта огромная, в десятки тысяч раз разность служит еще одним указанием на абсурдность теории упругой отдачи. Впрочем, сделаем еще одну попытку оценить возможность тектонических плит накапливать упругую энергию. Возьмем Индостанскую тектоническую плиту, размер которой примерно 3500 x 3500 x 100 км. Рассмотрим вариант, при котором гранитная шина (Индостанская плита) наехала на гранитный булыжник (Евразийская плита). Скорее всего, зная факт, полученный по спутниковым данным, что Индостанская плита ежедневно сжимается на десять микрон, Гарри Рейд не стал бы утверждать о главенствующей роли упругих сил в процессе землетрясений, ведь хоть десять, хоть тысяча микрон для плиты объемом 1,2×10 9 км3 все равно, что капля воды в Тихом океане. Заметим, что два раза в сутки от действия гравитационных сил Луны и Солнца в земной коре возникают приливные горбы. Их высоты равны в среднем 360 000 микрон и 160 000 микрон соответственно. Возникает вопрос: если суточная энергия приливных сил в породах земной коры в десятки тысяч раз больше суточной энергии сил упругости Индостанской плиты, то почему приливная энергия не накапливается в породах земной коры и не вызывает разрушительных землетрясений два раза в сутки по всей площади Индостанской плиты? Необходимо сказать и о таком важном параметре закона упругости, как время нагружения образца; этот «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

параметр оказывает гигантское влияние на проявление пластичности и хрупкости пород, однако он также не учтен в теории упругой отдачи. Известно, что при высокой скорости нагружения образца резко проявляется его хрупкость, а при медленной — пластичность. Всем твердым телам, находящимся под нагрузкой, присуща ползучесть. Из этого можно сделать вывод: при длительных нагрузках с периодами времени в десятки, сотни и тысячи лет (что характерно для пород земной коры) хрупкие породы тектонических плит будут ползти, а не проявлять упругие свойства. То есть упругие деформации плавно перейдут в пластические. Не потому ли, что в теории имеется столько недоговоренностей и откровенной ереси, любой вопрос из области сейсмологии (например, вопрос прогноза землетрясений) беспомощно повисает в воздухе? Одни геофизики при этом печально вздыхают, посыпают голову пеплом, обреченно разводят руками и стыдливо отводят глаза, а другие бодро обещают скорую победу.

Свет в конце тоннеля Можно возразить: все сказанное не совсем справедливо, помимо теории упругой отдачи ученые разработали несколько других гипотез, объясняющих процесс землетрясений. К сожалению, это будет неуклюжая попытка ввести общество в заблуждение, ибо все эти, считаемые новыми, гипотезы, используют один и тот же кирпич, заложенный в фундамент сейсмологии именно Рейдом: мистическое накопление энергии в породах в результате их упругой деформации. Большинство геофизиков очарованы идеей упругой отдачи, они никак не могут понять, что природа действует предельно просто: где тонко, там и рвется! Так проявляет себя тысячи раз доказанный на практике принцип наименьшего действия. Реки, вместо того чтобы прямолинейно течь от истока и до устья, петляют туда-сюда-обратно именно потому, что текут вдоль разломов в породах земной коры, вымывая себе русла в ослабленном грунте. Молния в небе выписывает забавные кренделя потому, что выискивает участки атмосферы с низким сопротивлением. Что особенно важно для понимания геофизических процессов в недрах планеты: участок электроцепи с низким сопротивлением не накапливает, а только проводит энергию! Следовательно, природа использует участки земной коры с низкой прочностью для перекачивания энергии, и процесс землетрясений развивается в соответствии с упомянутым физическим постулатом: любое движение любой материи происходит по пути наименьшего сопротивления с максимумом работы и минимумом затрат. Гарри Рейду простительно, что подвижку тектонических плит вдоль разлома Сан-Андреас в 1906 году он ошибочно интерпретировал как источник землетря-

сения, разрушившего город Сан-Франциско: уровень знаний того времени не позволил ему найти правильное объяснение процесса. Но это совершенно непростительно современным геофизикам, которые так и не поняли, что разлом Сан-Андреас оказался своеобразным громоотводом и путем наименьшего сопротивления для прохождения в недрах Земли возникшего энергетического импульса, а город Сан-Франциско случайно попал в зону извержения внутренней энергии планеты. Говоря проще, это не смещение пород вдоль разлома (следствие) вызвало катастрофическое землетрясение, а выброс энергии (причина) привел к землетрясению. Таким естественным для нее способом система плит выровняла энергетический дисбаланс, возникший в результате различных физико-химических процессов в недрах Земли. Оппонентов у теории упругой отдачи немало. Например, известный новозеландский ученый Д. Эйби заявляет: «Возможно, большая часть энергии землетрясения высвобождается не от разрядки упругих напряжений массива, а по другим причинам, а все остальное только формы сейсмической активности». Эту же мысль выразил известный российский сейсмолог Г.П. Горшков: «Отсутствие законченной теории физических процессов, связанных с возникновением землетрясений, я бы сказал сильнее: наличие широко распространенной, но необоснованной гипотезы, лежащей в основе многих современных исследований в области сейсмологии, тормозит работу, уводит ее в сторону ложных путей, не приводит и не может привести к положительным результатам». Геофизики наконец-то вынуждены обратить внимание на то, что принцип минимума энергии системы категорически не допускает устойчивого состояния систем, в которых имеется избыток энергии. Интересно, что геофизики обычно рассматривают механику и кинематику тектонических землетрясений. При этом отсутствуют вразумительные объяснения причин газодинамических явлений в шахтах, вулканических, глубокофокусных, обвальных, техногенных, морозобойных и других типов землетрясений, при которых ни о каких упругих деформациях горного массива, ни о каком выделении и накоплении энергии речь не идет. Очевидно, что, не зная, как объяснить энергетику и механизм этих подвижек пород земной коры, рейдисты просто свалили в кучу геологию, законы механики, тектонику, горное давление и из этого коктейля знаний пытаются состряпать лакомый пирожок механизма землетрясений. Остается надеяться, что приведенные в статье примеры помогут сторонникам теории Рейда и нашим читателям осознать, что силы упругости в процессе землетрясений не играют заметной роли. Тогда теория упругой отдачи из разряда путеводной звезды геофизики перейдет в разряд потухшего и ложного маяка, а для геофизиков откроется дорога к пониманию процессов землетрясений.

АНДРЕЙ ШАРЫЙ Чешское время: Большая история маленькой страны: от святого Вацлава до Вацлава Гавела

КоЛибри, 2022

овая книга известного писателя Андрея Шарого, автора интеллектуальных бестселлеров о Центральной и Юго-Восточной Европе, посвящена стране, в которой он живет уже четверть века. Чешская Республика находится в центре Старого Света, на границе славянского и германского миров, и это во многом определило ее бурную и богатую историю. Читатели узнают о том, как складывалась, как устроена, как развивается Чехия, и о том, как год за годом, десятилетие за десятилетием, век за веком движется вперед чешское время. Родина Вацлава Гавела и Ярослава Гашека, Карела Готта и Яна Гуса, Яромира Ягра и Карела Чапека многим кажется хорошо знакомой страной и в то же время часто остается совсем неизвестной. При этом «Чешское время» — и частная история автора, рассказ о поиске ориентации в чужой среде, личный опыт проникновения в незнакомое общество. Это попытка понять, откуда берут истоки чешское свободолюбие и приверженность идеалам гражданского общества, поиски ответов на вопросы о том, как в Чехии формировались традиции неформальной культуры, неподцензурного искусства, особого чувства юмора, почему столь непросто складывались чешско-российские связи, как в отношениях двух народов возникали и рушились стереотипы. Книга проиллюстрирована работами пражского фотохудожника Ольги Баженовой.

НОЛАН ГАССЕР

Книги

ИНГРИД КАРЛБЕРГ Альфред Нобель: биография человека, который изменил мир Перевод со шведского: Ю. Колесова

Почему вам это нравится? Наука и культура музыкального вкуса Перевод с английского: А. Михеев, К. Михеева

КоЛибри, 2022

ем нас привлекает музыка и почему она оказывает на нас такое мощное воздействие? Как связаны музыкальные предпочтения человека и его психологические особенности, а также устройство его мозга? Почему некоторые песни вызывают у нас восторг, а другие повергают в уныние? Что такое музыкальный генотип и какой генотип у вас? Ответы на эти и многие другие вопросы о музыке вы найдете на страницах этой книги, понятной не только профессиональным музыкантам или ученым, но и обычным любителям музыки. Нолан Гассер — композитор, пианист, музыковед, создатель «Проекта музыкального генома» стримингового сервиса Pandora, —в своем новаторском исследовании истоков музыкального вкуса использует методы точных и естественных наук, а также психологии, культурологии и социологии. Чтобы разобраться в «музыкальном генотипе» каждого из нас, автор погружает читателей в мир их любимых жанров: поп- и рок-музыки, джаза, хип-хопа, электроники, этнической музыки и классики. Эта книга научит вас следить за музыкальным дискурсом произведения, лучше понимать и анализировать разные жанры. Вы никогда уже не сможете слушать музыку так, как прежде, — ваше удовольствие от музыки вырастет во много раз.

КоЛибри, 2022

ервая полная и основанная на первоисточниках биография Альфреда Нобеля — удивительного и противоречивого человека, который мечтал о мире во всем мире и изобрел динамит, навсегда изменив приемы ведения войны. Книгу о создателе самой известной и уважаемой награды на Земле — Нобелевской премии — написала шведская писательница и журналистка Ингрид Карлберг. Она детально прослеживает историю жизни Нобеля и его семьи, погружая нас в эпоху и ее атмосферу, и впервые подробно касается ранее замалчивавшихся и табуированных тем: многолетнего тайного романа Альфреда (который никогда не был женат, но всегда грезил о семье и домашнем уюте) с австрийкой Софи Хесс, а также последовавших за его смертью мучительных семейных разногласий по поводу завещания и учреждения премии. Книга основана на огромном объеме неизвестных ранее источников: Карлберг работала в архивах пяти стран, изучила сотни документов и тысячи частных писем, в том числе посвященных санкт-петербургскому периоду жизни семьи Нобелей (начало 1840-х — начало 1860-х).

РУТ ГУДМАН Как жить в Викторианскую эпоху: Повседневная реальность в Англии ХIX века Перевод с английского: Виктория Степанова

КоЛибри, 2021

ак жили и работали, что ели, чем лечились, на чем ездили, во что одевались и как развлекались обычные англичане два века назад? Каково было готовить на угле, пить пиво на завтрак, чистить зубы толченой костью каракатицы, ездить на работу в конном омнибусе и трудиться по дому в корсете? Книга авторитетного британского историка, основанная на солидном документальном материале (дневники, письма, автобиографии, периодические издания и книги), рассказывает о многих аспектах типичного распорядка дня в XIX веке, включая питание, заботу о здоровье, интимную близость, моду, труд и развлечения. Снабженная рядом черно-белых и цветных иллюстраций книга представляет собой яркую коллекцию удивительных обычаев, привычек и подробностей частной жизни англичан в период правления королевы Виктории.

Подробности на сайте: https://azbooka.ru/ «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Спросите учителя

Л.А. Ашкинази ия Натальи Колпаковой

Больная тема Про некоторые темы мы говорим: «Это больная тема». Это означает, что нам трудно или неприятно об этом говорить, что разговор связан с отрицательными эмоциями. Однако тема может быть, так сказать, больная и сама по себе. Как сказал бы Спиноза, «causa sui», то есть по природе своей. Но тогда придется допустить, что бывают темы, больные дважды. Ну так вот, перед нами такая тема. Оценки. Отметки. Баллы. Рейтинги… Ядовитый шуршащий синонимический ряд, который на наших глазах сжирает образование.

Вред от полезного Главный тезис этой заметки прост — в образовании, и в школах, и в университетах, оценки и рейтинги чаще всего вредны. Этот вред существен, причем он увеличивается со временем, и это не осознается большинством. Не утверждаю, что баллы и рейтинги надо закопать и, как сформулировал Борис Виан, «плюнуть на их могилы». Однако если их применять, то осмысленно и с опаской, понимая, чем и почему они вредны и полезны. Начнем с пользы: она состоит в объективности и упрощении коммуникации. Однако оценки объективны не всегда, а вот упрощение коммуникации есть всегда — явление проще характеризовать одним числом, чем двумя или десятью. Особенно удобна эта простота человеку, который не понимает в существе дела, но хочет «решать» — принимать в вуз или не принимать, брать деньги или не брать, платить или не

платить стипендию и так далее. Но главное — получать зарплату, удовольствие от управления процессом и от решения судеб. Расширение применения любого примитива создает рабочие места для тех, кто только с примитивом и умеет работать. Это уменьшает эффективность любой системы, а в перспективе понижает и требования к образовательной системе. Данная связь работает медленнее и поэтому незаметнее, но это только увеличивает ее опасность. Еще один плюс оценок — обратная связь. Человек должен получать из внешнего мира информацию о правильности своих действий, причем оптимальная реакция — честная и быстрая. Но человек должен научиться сам оценивать свои действия. Поэтому сторонних оценок должно быть не слишком много. И почему внешняя оценка — это именно цифра в должной клеточке? Ученики прекрасно понимают реакцию педагога и без оценок! Их этому научила жизнь, когда школа была еще за горизонтом. Правда, оценки в дневнике — это послание учителя родителям, иначе как они узнают о положении дел? Учитель физически не имеет возможности ежедневно общаться со всеми родителями своих учеников, так что для этой цели оценки нужны. Мне как-то высказали формальное возражение — оценка по пяти- и десятибалльной системе действительно несет мало информации, но у студентов кроме оценок есть рейтинги — они с несколькими значащими цифрами! Простой вопрос — а как вы определяете точность вашего четвертого знака? — не дал продлиться дискуссии; а жаль… Отдельный вопрос — так называемые рейтинги школ, которые применяют при дележке денег. Упрощенно говоря, школа, которая лучше, получает больше. Тут опять вопросы — а почему не наоборот? Хорошая и так сумела, а той, что слабее, надо помогать. Далее, что значит «хорошая»? Никакие формальные критерии не дадут ответа на три простых вопроса — хорошо ли в ней тем, кто учит, хорошо ли в ней тем, кто учится, и как насчет пользы для дальнейшей жизни? А ведь все это можно выяснить, причем социологи и психологи знают, как. А есть еще способ определить «рейтинги» школ — вообще бесплатный. Просто по количеству родителей, которые хотят, чтобы дети там учились. Частично и косвенно этот параметр учитывается — через размер школ, а на самом деле его одного достаточно. Потому что родителей не обманешь — они и столовую посетят, и туалет, и с преподами поговорят, и с учениками во дворе, и со сторожем побалакают, и с охранником перетрут. Потому что это им важно. Любую вещь должен оценивать тот, кому это важно. А не тот, кому важно оценивать. «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Начинаются проблемы

Балл за за сложные задачи

Много знаков при отсутствии понимания точности — лишь начало проблемы. Можно установить любые правила вычисления рейтингов и использования полученных результатов, можно использовать их для порки, раздачи печенюшек, определении платы за обучение и вообще для чего угодно. Но мы хотим какой-то ясности, ждем, что на вопрос «почему вы вычисляете рейтинг именно так?» услышим что-то разумное. Напрасные надежды. В ЕГЭ по некоторым предметам есть несколько классов задач, решение которых требует разных знаний и способностей. Так что было бы проще — сделаем оценку многокомпонентной, «векторной», и не надо суммировать баллы. Вуз сам разберется, какая компонента ему важнее и как устанавливать правила приема. Например, можно установить разные пороги для разных компонент, можно суммировать — но с весами, можно как-то иначе... Когда-то, много лет назад, в Физико-математической школе МИЭМ входные экзамены по математике принимали в два тура — сначала 60 задач на час, а в другой день — пять на три часа. На рисунке показаны данные за некоторые два года: по горизонтали — балл за простые задачи, по вертикали — за сложные. Каждая точка — вы уже догадались — один экзаменующийся. Корреляция есть, «ее не может не быть», но простым глазом видно, что она слабая, что это разные способности. 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100

Балл за простые задачи

Экзамен по математике, по горизонтали - балл за простые задачи (60 на 1 час), по вертикали - за сложные (5 на 3 часа). Каждая точка — один абитуриент

Разных задач, что по математике, что по физике, — немерено. Даже при очень упрощенном, очень примитивном подходе способностей, полезных для решения, видно минимум пять: увидеть знакомое, то есть уже преподанное; быстро применить; не упустив, перебрать варианты; поиметь озарение; долбить, грызть и додавить. Профессиональные психологи назовут больше и поделят иначе. В любом случае на разных комбинациях параметров можно строить задачи разных типов, и их будет много. В разных видах деятельности — и в жизни вообще, и в инженерии, и в науке — могут потребоваться разные сочетания. Иногда мы знаем какие, иногда не знаем, и нет гарантии,

что испытуемый будет заниматься в жизни чем-то одним. Так стоит ли все это суммировать? В разных предметах оценки могут означать очень разное — не только по набору способностей, но и, например, по вложенному труду. Студент не дурак, он разберется, как ему проще заработать рейтинг. Умение быстро сориентироваться и перехитрить разработчиков рейтинга — полезное свойство. Но какое это имеет отношение к образованию? Вдобавок и с вложенным трудом тоже все непросто.

Эдисон и труд Фразу про то, сколько в гении озарения, а сколько потения, приводят все, кому не лень, называя разные цифры. Если вас интересует, кто и что на самом деле сказал, то вам дорога к книгам — Константин Душенко, «История знаменитых цитат» или Гарсон О’Тул, «Они этого не говорили. Изречения знаменитостей: правда и вымысел». В плане рейтингов и баллов, важно следующее. Выставляя оценку, мы часто принимаем во внимание вложенный труд и старание. А тогда немедленно возникает странный вопрос — а с каким знаком его учитывать? Для большинства очевидно, что если его и учитывать, то с плюсом. Трудился и старался — добавим половинку балла… А, собственно, почему? В жизни, как правило, это не имеет значения, долго ли и сильно ли ты пыхтел, важно — сделал ли. Повышая оценку «за старание», мы, во-первых, дезориентируем учащегося, а во-вторых, создаем соблазн вранья. В процессе обучения в школе, разумеется, нужно создавать трудности, приучать работать, но на экзамене мы решаем другую задачу. Если мы не предполагаем с этим человеком работать или учить его дальше, то сильно ли он трудился, нам не важно. А вот если предполагаем, то, может быть, и важно. Если он получил результат, не сильно трудясь, — знает этот материал и умеет решать задачи данного уровня. А если он сильно трудился, то знает и умеет хуже, но зато умеет «грызть». И это может оказаться важно при решении более сложных задач или при обучении более сложным вещам. Мы получили важную информацию об ученике. Известен такой путь — дать задачу нормального (для конкретного этапа обучения) уровня и поставить оценку за решение. А если ученик с этой задачей хорошо справился, дать нечто более хитрое. Может быть, даже предупредив, что оценка, не самая высокая, но достойная, — уже заработана. И посмотреть, как товарищ отреагирует, поднимет ли перчатку, и если да — то как будет барахтаться. Когда нас в бывшем МИЭМе учили страшному предмету ТОЭ (Теоретические основы электротехники), рагу из закона Ома и интеграла Дюамеля, инкрустированного некорректно соединенными четырехполюсниками, преподаватели не интересовались нашими конспектами (в отличие от преподавателей марксизма-ленинизма), зато некоторым давали «еще задачку», а потом еще «еще задачку».

Рейтинги и психика Есть люди, которые лучше работают в условиях экзамена и стресса, есть — которые хуже. Есть стеснительные дети, которым трудно «показать лицом» свои знания и способности. Причем закукливание может произойти как раз тогда, когда преподаватель веселый и шумный, — а ему-то кажется, что раз аудитория гогочет, то все здорово! Так я вас огорчу. Однажды я спросил школьников (они были второй год мои и резали правду-матку не дрогнувшей рукой; хотя все же лучше — анонимно), вот что они ответили (в %). Если школьники смеются, когда преподаватель шутит, то почему они смеются? чаще всего потому, что им действительно смешно

чаще всего из вежливости

чаще всего потому, что смеются другие

чаще всего им смешно, что препод пытается шутить иное (что именно)

20 6

А что касается вас лично – если вы смеетесь, то почему чаще всего потому, что действительно смешно

чаще всего из вежливости

чаще всего потому, что смеются другие

чаще всего смешно, что препод пытается шутить иное (что именно)

14 0

Обратите внимание на разницу экспертной оценки и рефлексии — она характерна для людей вообще: в среднем мы думаем о себе лучше, чем о других. Исследовал ли кто-то эту разницу, ее зависимость от формальных параметров (пол, возраст, образование, доход и т. д.) и от области, в которой задается вопрос? Так что прикажете делать со стрессами? Мы ведь не стрессоустойчивость хотим проверить, а знание сладкой парочки — Джоуля и Ленца. Тут есть хорошее формальное возражение: в жизни вообще полно стрессов и неизвестно, у кого их больше — у олигарха или у бомжа. В силу некоторой ограниченности жизненного опыта мне трудно сделать сравнение. Но в реальной учебной ситуации есть решение. Если уж мы хотим как-то это учитывать, то надо разделить экзамен на письменный и устный, а устный — на сдачу пожилому и знакомому преподу, причем после обеда, и молодому, чужому и голодному. Да и письменный можно сделать в два этапа, с заведомо разным стрессом. И разумеется, оценки смешивать, но не взбалтывать! То есть не суммировать. А психологи объяснят работодателю, на что именно в этом дипломе, сияющем разными оценками, как Млечный Путь, важно для именно этой работы, именно в вашей чудесной фирме, именно на

нашем замечательном бульдозере. Если только психолог в этом что-то понимает — но умный работодатель такого найдет.

Экзамены вообще Вопрос об оценках — это часть вопроса об экзаменах. Как бы ни был объективен и честен конкретный преподаватель вуза, но система, при которой оценивает работу тот, кто ее делал, любому инженеру покажется странной. На любом предприятии был ОТК, который формально подчинялся директору, но имел свои большие права. А еще был военпред, который (и по моему опыту, и по рассказам коллег) хорошо знал производство, а на заводе не подчинялся вообще никому. Между тем, высшее образование живет именно так — контролируя себя само. На самом же деле лучшее решение — когда любую работу оценивает тот, кто использует ее результаты. Потому что именно ему кровно важен достоверный результат. Выпускные в школе вообще не нужны, качество работы школы оценит работодатель, ссуз или вуз. Построить такую систему сложнее, но она будет давать осмысленный и социально востребованный результат. А качество работы вуза оценит работодатель, например, по зарплате принятых на работу выпускников через пять лет работы. И по их удовлетворенности работой и жизнью вообще. Сомнительно, что серьезные заказчики будут применять при приеме на работу шестизначные рейтинги, егэ-баллы и портфолио с ГТО. Мне кажется, что они применят что-то другое. Cпособы оценки «по последствиям» имеют два недостатка: они дороги и результат получается не скоро. Однако и педагогу, и ученику бывает нужен способ дешевый и оперативный. Он может быть субъективный (ощущение, личное мнение) и объективный. Субъективная оценка есть всегда, так уж мы устроены, и она тоже важна — многие преподаватели, даже естественных наук, скажут, что важно не только, решил ли, но и как решал, и как решил. У гуманитариев это, наверное, еще существеннее, причем там с объективностью вообще напряженно. На верхних ступенях обучения и в естественных науках такое тоже может быть. Но это уже на пути к вершине, а на этапе более массового обучения хочется иметь объективную и быструю оценку со стороны — хотя бы для того, чтобы понять на лекции или семинаре, «поняли ли они меня, или надо разжевать еще». Так что уничтожать все эти быстрые и простые методы контроля не надо. Однако надо понимать, для чего мы их применяем, и не расширять их применение — даже соблазнившись их простотой. Автор благодарен Евгении Абелюк, Татьяне Кулешовой и Александру Поддьякову за полезные замечания.

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Проблемы и методы науки

Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Распределенное знание Чтобы не пропасть в этом мире, нужно многое знать и уметь. Некоторые навыки закреплены генетически, другим приходится учиться. А учиться можно по-разному. Специалисты Института систематики и экологии животных СО РАН и Новосибирского национального исследовательского государственного университета под руководством доктора биологических наук Жанны Ильиничны Резниковой много лет разрабатывают гипотезу распределенного социального обучения. 50

Врожденное и приобретенное Ничто так не облегчает жизнь, как готовые решения. Животные щедро снабжены генетическими программами поведения. Как только они попадают в определенную ситуацию, программа включается и позволяет своему носителю действовать правильно. Вот, например, муравей из лабораторной колонии, никогда не имевший дела с тлями, попробовал случайно капельку сладкой жидкости (пади), которую они выделяют, и сразу начал выпрашивать падь. Для этого нужно поглаживать брюшко тли антеннами, сложенными определенным образом. Любой муравей из колонии

сумеет это сделать, хотя никто его не учил. Вкус пади — триггер, запускающий эту программу. К сожалению, всего не предусмотришь. Кто миллионы лет назад мог вообразить появление молочных бутылок на британских улицах? На этот случай генетических программ не припасено, однако английские синицы оказались готовы к этому вызову. В 1921 году одна птичка сообразила, как раскупорить бутылку и добраться до слоя сливок, которые скапливались под крышкой. Остальные быстро переняли полезный навык, и ни картонные, ни алюминиевые крышки не могли спасти молоко. Еще один пример успешной инновации — обыкновение мыть овощи, введенное японскими макаками острова Косима. В 1951 году живущих там обезьян стали подкармливать бататами, это непривычная для них еда. Вскоре японские исследователи заметили, что молодая самка Имо перед едой смывает с клубней песок и грязь. Методику перенял товарищ Имо по играм, затем ее мать и другие члены группы. Спустя десять лет бататы мыла уже вся популяция. Когда новое поведение распространяется и укореняется в популяции, оно становится поведенческой традицией. О традиции можно говорить, когда ей следует большинство особей и она передается из поколения в поколение. При этом ей надо учиться — она не наследуется. И животные учатся, с разной степенью точности копируя поведение умельца, а порой и сами превращаются в учителей. Естественно, в разных популяциях одно и то же делают по-разному, в зависимости от того, что придумал основоположник традиции. Так, многие шимпанзе добывают дикий мед из пчелиных гнезд, но в одних популяциях это делают палочками, а в других — листьями, которые используют как губки. Поведенческие традиции существуют у разных видов обезьян, птиц, грызунов, косаток и дельфинов, их список постоянно растет.

Однако врожденные модели и традиции не могут объяснить все наблюдаемые особенности поведения. Прежде всего, одинаковые традиции иногда возникают в разных группах животных, которые никогда не встречались друг с другом. Примером служат японские макаки из Арасиямы, которые играют с камнями. За японскими макаками ученые наблюдают давно и пристально, поэтому точно знают, что этот навык не врожденный. Первой забавляться с камнями начала в 1979 году молодая самка. От нее научились товарищи по играм, от молодых особей навык переняли матери, а затем и дети. Через 20 лет в камешки играли почти все обезьяны Арасиямы. Макаки постукивают ими друг о друга или о твердые поверхности, берут в руки и перекатывают, прижимают к себе. Исследователи зафиксировали 45 разных способов обращения с камнями, которые распространяются среди товарищей по играм и от старших к младшим. Однако с камнями балуются и макаки, живущие довольно далеко от Арасиямы. При этом двигательные стереотипы везде одинаковы, хотя вполне могли бы и различаться. Поскольку обезьяны из разных мест друг с другом не контактируют и не могут друг от друга научиться, о традиции речь не идет. Кроме того, полезная новация не всегда становится традицией. Так, шимпанзе, обитающие в национальных парках Таи и Боссу, разбивают орехи камнями: на один камень положат, другим ударят. Шимпанзе из парков Махале и Гомбе так не поступают, хотя и камней, и орехов вокруг достаточно. Причем одна одаренная самка из Гомбе научилась колоть орехи камнями, однако эта техника почему-то не прижилась. По мнению Ж.И. Резниковой и ее коллег, исследователи, впечатленные сообразительностью животных, недооценивают роль врожденных стереотипов поведения. В отличие от стереотипий — патологических бесцельных

Японские макаки забавляются с камнями: прижимают их к себе, трут друг о друга или о твердую поверхность, ударяют друг о друга, носят их. На последней фотографии мать и дитя вместе возятся с камешками

«Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фото Софьи Пантелеевой

«Наивные» муравьи не воспринимают ногохвостку как добычу .

Фото Галины Азаркиной

действий, когда животное часами ходит по кругу или раскачивается, стереотип — это часть естественного врожденного поведения животного. Стереотип не цикличен, он имеет цель, начало и конец, он состоит из элементов, последовательность которых нельзя поменять, иначе ничего не получится. Именно врожденные стереотипы служат фундаментом для интеллектуальных достижений животных. Инновации укореняются лишь тогда, когда у животных есть предрасположенность к совершению определенных действий. У шимпанзе Махале и Гомбе нет, по-видимому, наследственной предрасположенности к использованию камней для колки орехов, и они их использовать не будут, сколько их не учи. Поэтому иногда поведенческие модели распространяются легко, а другой раз умирают вместе с их носителями. Существование наследственной предрасположенности к использованию орудий доказано экспериментально. Так, ученые под руководством профессора Оксфордского университета Алекса Кацельника работали с новокаледонскими воронами Corvus moneduloides. В естественных условиях эти птицы достают насекомых из трещин в коре с помощью орудий. Это могут быть и подобранные на земле палочки, но лучше всего работают «клювотворные» крючки, сделанные птицами из длинных, жестких листьев пандана. Попав в лабораторию, где листьев нет, они с легкостью переключаются на палочки и кусочки проволоки, могут сгибать их, а при необходимости — воспользоваться сначала одной снастью, потом другой. По гибкости инструментального поведения новокаледонские вороны опережают детей, не достигших восьмилетнего возраста. Первоначально, когда новозеландский эколог Гэвин Хант открыл и в дальнейшем подробно исследовал орудийное поведение тропических ворон (первая его статья была опубликована в «Nature» в 1996 году), предполагалось, что оно основано на культурных традициях и птенцы учатся работать с листьями и веточками у старших. Про-

Первая встреча монгольской песчанки с тараканом

фессор Кацельник и его коллеги экспериментировали с четырьмя птенцами, которые вылупились в лаборатории. Когда им предлагали листья пандана, только один птенец с первого же раза изготовил из листа «грабельки», добыл из щели личинку и затем неоднократно повторял эти манипуляции. Остальные птенцы возились с листьями несколько дней, прежде чем изготовили что-то пристойное. Оксфордские исследователи заключили, что новокаледонские вороны имеют явно выраженную наследственную предрасположенность к использованию и изготовлению инструментов. Однако для укоренения инноваций врожденной предрасположенности недостаточно. Необходим еще феномен, который новосибирские этологи назвали распределенным социальным обучением. Суть его заключается в том, что несколько животных в популяции имеют врожденные генетические программы некоего поведения, а остальные особи – неполные, «спящие» фрагменты этих программ. Когда обладатель фрагмента видит, как действует полнопрограммная особь, он легко и быстро достраивает собственное поведение по этому образцу, как пазл по картинке. Это гораздо проще, чем осваивать определенные действия с нуля, просто подражая тому, кто умеет. В результате новация быстро распространяется в группе. Ученые назвали такое социальное обучение распределенным, поскольку целые программы и их фрагменты распределены между разными членами популяции. Не во всякой популяции могут быть особи с полной генетической программой определенного поведения. Среди новокаледонских ворон они, по-видимому, есть.

Факультативная охота Гипотеза распределенного социального обучения родилась в процессе исследования охотничьего поведения рыжих муравьев Myrmica rubra. Иногда, но не всегда, муравьи охотятся на коллембол (ногохвосток) Tomocerus sibiricus. Ногохвостки — нелегкая добыча, они могут

Фото Яна Левенца

прыгать, что позволяет им легко менять направление движения. Но когда коллембол много, муравьи охотно их поедают и порой питаются только ими. Ногохвосток ловят муравьи многих видов, причем делают это по-разному. Живущие в лесах средней полосы рыжие мирмики M. rubra, найдя добычу, наскакивают на нее сверху, если нужно, перехватывают поудобнее и ударяют жалом. Исследователи назвали такой стереотип поведения «атака наскоком». Вопрос в том, как такая сложная техника охоты распространяется среди муравьев. В лесопарковой зоне новосибирского Академгородка ученые выбрали шесть гнезд M. rubra, расположенных на участках с разной численностью коллембол. Муравьев из этих гнезд по одному помещали в стеклянный цилиндр с нарезанной пластиковой прозрачной соломкой и тридцатью ногохвостками. Пластиковая соломка имитирует привычную насекомым лесную подстилку и не мешает видеосъемке. Насекомые оказывались в стеклянном колодце, достаточно глубоком, чтобы они не могли выбраться, а ученые наблюдали, как муравьи обходятся с добычей. Когда муравей убивал жертву, исследователи добавляли новую. Так протестировали по 20 муравьев из каждого гнезда. В распоряжении каждого муравья было 15 минут. Как и ожидалось, муравьи из мест, где ногохвосток много, нападают на них в десятки раз чаще и охотятся активнее и результативнее, чем муравьи, которым редко доводится встречать коллембол. Муравьи, живущие там, где ногохвосток мало, не проявляли к ним интереса. Изредка они нападали, но в случае неудачи не повторяли бросков. Что ж, все логично: кто чаще имеет дело с такой добычей, тот лучше на нее охотится. Овладеть «атакой наскоком» M. rubra могли тремя способами: либо это врожденное умение, либо муравьи обучаются, подражая опытным охотникам, либо имеет место распределенное социальное обучение. Чтобы это выяснить, ученые сравнили поведение взрослых муравьев, выросших в естественных условиях и выращенных в лаборатории из куколок. Куколок собирали в местах, где коллембол много, но муравьи из них вылуплялись в лаборатории, поэтому никогда не общались с «дикими» охотниками и никогда не видели ногохвосток. Все рабочие муравьи были потомками разных самок, то есть генетически неоднородны. Как и в предыдущем эксперименте, муравьев по одному сажали в стеклянный контейнер и давали четверть часа на то, чтобы поймать ногохвостку. Дикие муравьи действуют эффективно. В 116 случаях из 214 охота завершилась в течение пяти минут. Лабораторные «наивные» муравьи, помещенные в контейнер к ногохвосткам, не реагируют на них как на добычу, ощупывают, пытаются вступить в контакт. Если бы у муравьев была наследственная программа охоты, она включилась бы у всех особей при первой же встрече с ногохвосткой, подобно тому как при виде тлей у них пробуждается стереотип выпрашивания пади. Но этого не происходит, следовательно, шаблон восприятия ногохвосток как добычи у муравьев отсутствует.

Узкочерепная полевка поймала добычу

Это неудивительно: на коллембол муравьи охотятся только там, где их много, и в таких семьях могли возникнуть местные поведенческие традиции. В лесах, обильных ногохвостками, муравьи постигают премудрость охоты, наблюдая за опытными, удачливыми охотниками. А наивным муравьям учиться не у кого. Гипотеза поведенческой традиции была бы вполне приемлемой, если бы не одно «но». Семеро из наивных 123 муравьев ногохвостку все-таки изловили. С первой попытки. Наблюдая за муравьями, ученые выделили десять элементов охотничьего поведения: ожидание/остановка; спокойный бег; прерывистый бег/преследование; поворот; разворот на 180°, поза перед нападением; наскок; захват/удержание жертвы; удар жалом; прерывистый бег с добычей. При внимательном рассмотрении нашлись «дикие» муравьи, с неполной охотничьей программой. Полный стереотип «наивных» охотников короче, чем у диких муравьев, в нем нет таких необязательных для охоты элементов, как ожидание, спокойный бег или разворот на 180°. Но само исполнение было лаконичным и совершенным: погнались за добычей, наскочили, захватили, ударили жалом. Исследователи убедились, что в семье муравьев есть особи, обладающие врожденным полным стереотипом восприятия добычи и охотничьего поведения. Программа включается при встрече с ногохвосткой. Остальные муравьи, по-видимому, обладают только фрагментами нужной программы, но, увидев ее в действии, достраивают до целостного варианта. Если добычи мало, а встречи с удачливыми охотниками редки, формирование охотничьего стереотипа может растянуться на месяцы или вообще не произойти. Принципы обучения беспозвоночных во многом сходны с принципами обучения позвоночных животных. Исследователи продолжили работу на грызунах. Грызуны, как оказалось, тоже охотятся. И речь идет не о специализированных хищниках, а о травоядных «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

или зерноядных зверушках, которые при случае перехватывают животную пищу. Некоторые исследователи наблюдали, как хомячки и полевки ловят в естественных условиях бабочек и кузнечиков, но систематических наблюдений в лаборатории не проводили и о рационе мелких грызунов судили по анализу желудков и фекалий. Теперь стало понятно, откуда в них столько остатков беспозвоночных. В экспериментах, результаты которых опубликованы в журнале «Animal Cognition» в 2022 году, участвовали девять видов грызунов: когтистая и жирнохвостая песчанки, восточноевропейская и узкочерепная полевки, джунгарский хомячок, хомячок Кэмпбелла и три вида скальных полевок рода Alticola: тувинская, ольхонская и плоскочерепная. Зверьков по одному помещали на прозрачную арену с высокими стенками, где им предлагали малоподвижных личинок мучного хрущака. Личинки не составили сложности для грызунов: они подбирали насекомых зубами и ели, помогая себе лапами. Точно так же они управлялись бы с зернами или кусочками макарон. Ситуация изменилась, когда грызунам подсадили мраморного таракана. Это очень подвижное насекомое длиной более двух сантиметров. Мраморные тараканы вкусны и безопасны для грызунов. Никто из них раньше не сталкивался с такой шустрой добычей, ведь зверьки были воспитаны в лаборатории. Тем не менее среди каждого вида нашлись прирожденные охотники, которые с первой же встречи стали охотиться на таракана. Помимо прирожденных охотников, встречались особи, которые вообще не интересовались охотой. И были зверьки, добывавшие насекомое после ряда неудач. Исследователи предположили, что у таких грызунов при повторных встречах с добычей достраивался врожденный стереотип. Они поэкспериментировали с когтистыми песчанками. Два зверька никак не могли изловить таракана, однако, понаблюдав за удачливыми охотниками, быстро дополнили свои охотничьи стереотипы. Охотничий стереотип у грызунов сложный, в нем оказалось 19 элементов. Он включает обнаружение, преследование, атаку и обработку добычи. Атака, в свою очередь, состоит из броска на жертву и ее захвата. Все виды охотятся стремительно и искусно, не уступая в эффективности специализированным хищникам (грызунов сравнили с хищным кузнечиковым хомячком, который может одолеть даже скорпиона, и с бурозубкой — еще одним свирепым охотником на насекомых). При поимке добычи важнее всего элементы «захват зубами» и «захват лапами». Хватать можно сначала зубами или лапами, однако для успешной охоты грызуну без лап не обойтись. Техника полевок несколько примитивна: они приближаются к жертве, кусают, потом хватают передними конечностями и перехватывают так, чтобы удобнее было укусить, — одной лапой держат, а другой направляют в рот. Так же охотятся некоторые хомячки. Песчанки в подавляющем большинстве случаев используют более совершенный “кошачий” способ — сначала хватают добычу лапами, а потом наносят смертельный

укус. А вообще, нам очень повезло, что в насекомых течет не кровь, а прозрачная гемолимфа, иначе трапеза хомяка выглядела бы просто ужасно.

Компактизация Охотничье поведение оказалось удобной моделью для исследования распределенного социального обучения. Гипотеза, родившаяся при наблюдении за муравьями, подтверждается на грызунах, хотя ее еще предстоит проверять. Скорее всего, распределенное социальное обучение охотой не ограничивается. Оно позволяет быстро освоить навык, в котором редко возникает нужда. Муравьям далеко не всегда встречаются коллемболы, а растительноядным грызунам — юркие насекомые. Но хищничество полезно, когда растительной пищи не хватает. Именно возможная конкуренция за ресурсы и поддерживает у грызунов устойчивые стереотипы охотничьего поведения. Это позволит им при необходимости расширить свой рацион за счет подвижных насекомых. Несколько лет назад польские исследователи целенаправленно отбирали среди рыжих полевок тех, которые активно охотятся на сверчков. После 13 поколений отбора доля охотников у этих зерноядных грызунов увеличилась в пять раз по сравнению с контрольной группой. Это значит, что при соответствующих внешних условиях доля охотников в популяции может меняться. Специалисты бразильского Университета Сан-Паулу уже ищут гены, ответственные за охотничье поведение. Они выяснили, что охотничью активность лабораторных мышей и крыс регулирует активность гена c-Fos в хвостатом ядре и скорлупе мозга. Если блокировать передачу нервных сигналов в этой области, мыши, вместо того, чтобы действовать в рамках мышиного стереотипа — схватить добычу зубами и перехватить лапами, пытаются хватать ее лапами и удерживать зубами, как песчанки. А мышам это не дано. В результате добычу они упускали. Распределенное социальное обучение отнюдь не исключает обучения обычного, потому что, как мы уже упоминали, всего предусмотреть невозможно. Однако похоже, что основой для многих инноваций служат именно врожденные стереотипы поведения. Чтобы распределенное социальное обучение стало возможным, желательна социальность. Как обстоит дело у одиночек, неизвестно. Все исследованные грызуны живут группами. Кроме того, поведение непременно должно быть фрагментировано, то есть состоять из четко выделяемых элементов, которые можно «распихать» по разным членам группы. Такой способ хранения и распространения необходимых стереотипов «дешевле», чем поддержание всей полноты знания у всех членов сообщества или у большинства из них. Вооруженные припрятанными фрагментами, животные готовы быстро их собрать и отреагировать на новую ситуацию, если это новое — подзабытое старое. Автор благодарит Ж. И. Резникову за помощь в написании статьи.

Панацейка

Настоящая корица

ия Петра Перевезенцева

орица — знаменитая пряность, красивая, праздничная (см. «Химию и жизнь», 2012, 6). Ее добавляют в напитки и кондитерские изделия, а еще в маринады, потому что корица убивает микробы и грибки и помогает сохранить продукты. Из-за этой способности корицу издавна используют как лекарство. При расстройствах пищеварения, особенно вызванных несвежими продуктами, чай с корицей в народной медицине — первое средство. Тут надо заметить, что корица — понятие собирательное. Род коричник (Cinnamomum) включает более 250 видов деревьев и кустарников. Наиболее известны китайская корица Cinnamomum cassia, индонезийская C. burmanni, вьетнамская C. loureiroi и цейлонская C. zeylanicum. Они отличаются вкусом и ароматом, а самой лучшей считают цейлонскую. Цейлонцы свою корицу очень ценят и убеждены, что настоящая корица растет только на Шри Ланке и в Южной Индии. Так у растения появилось второе латинское название — C. verum (настоящая корица). «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Это дерево высотой до 15 метров, но достичь таких размеров ему не дают. На второй-третий год после посадки деревья обрезают, чтобы стимулировать образование побегов, из которых оставляют только пять или шесть. Примерно через два года на побегах образуется бурый пробковый слой. Побеги к этому времени достигают двух метров в длину и одного — двух сантиметров в диаметре, а их молодые красноватые листья становятся зелеными. Тогда побеги срезают, снимают внутренний слой коры, тщательно очищают от внешнего слоя и древесины и сушат в тени. Высушенные кусочки коры сворачиваются в трубочки красновато-коричневого цвета. Именно из-за цвета пряность называют корицей, а не потому, что кора. Трубочки цейлонской корицы тоньше и светлее других сортов. Настоями, отварами и порошком коры в Индии издавна лечат расстройства пищеварения: диспепсию, метеоризм, легкие спазмы, судороги, диарею и рвоту. Лечебными свойствами обладают компоненты эфирного масла, которое получают из коры, листьев, цветков и плодов. В состав масла входят более 80 соединений, основными считают коричный альдегид, эвгенол и танины. Масло из разных частей растения несколько отличается по составу. В эфирном масле коры максимальная концентрация коричного альдегида (65 — 80%) и менее всего эвгенола (5 — 0%). В экстракте из листьев преобладает эвгенол (от 10 до 95%). Коричный альдегид и эвгенол — антисептики. Эфирное масло и экстракты корицы полностью подавляют рост

кишечной палочки, золотистого стафилококка, возбудителей кариеса и некоторых других бактерий, а также возбудителя кандидоза. Коричным альдегидом лечили пять человек, страдавших от кандидоза ротовой полости, и им помогло. Недаром препараты корицы добавляют в зубную пасту, жевательную резинку и ополаскиватели для полости рта. Специалисты полагают, что эфирное масло и коричный альдегид, в частности, разрушают бактериальную мембрану, увеличивая ее проницаемость, и препятствуют образованию биопленок. Дубильные вещества обладают вяжущими свойствами, что объясняет антидиарейное действие корицы. Настоящая корица давно перестала быть цейлонским эндемиком. Уже несколько веков ее выращивают в тропических регионах всего мира, даже в Новом Свете. А в Азии испокон веков лечатся китайской корицей. Стараниями традиционной медицины разных стран список полезных свойств корицы вырос до невероятных размеров. Это ветрогонное средство, лекарство от гинекологических заболеваний, ревматизма и артрита, бронхита и астмы, лихорадки, головной и зубной боли, болезней сердца и мочевыводящих путей, желтухи, геморроя и сухости во рту. В некоторых местах его используют как афродизиак, лекарство от импотенции, средство для заживления ран и улучшения циркуляции крови, для изгнания комаров и термитов, а также как

Коричник в цвету

Фото Dinesh Valke

Та самая корица — внутренний пробковый слой коры

глистогонное. Индейцы Южной Мексики лечат корицей невралгию и укусы скорпиона. Для грызунов корица — антидепрессант, она защищает мышиные нейроны и улучшает двигательные функции. Исследователи даже задумались, а нельзя ли с помощью корицы победить болезнь Паркинсона? А иранские медики решили, что раз корица помогает при легочных заболеваниях и разжижает мокроту, то и от коронавируса может защитить. При этом они ссылаются на работу австралийских исследователей, лечивших сезонный аллергический ринит экстрактом корицы. Шестьдесят больных впрыскивали этот экстракт или плацебо в нос дважды в день в течение недели. В результате у испытуемых, получавших корицу, повысились качество жизни и работоспособность: пациенты лучше спали, легче дышали, глаза меньше слезились. Иранские врачи не требуют принять корицу на вооружение немедленно и признают необходимость клинических испытаний. Вообще, несмотря на готовность пользовать корицей почти любую болезнь, с клиническими исследованиями дело обстоит плохо. Большинство их них, а именно 25, посвящено влиянию корицы на сахарный диабет. Ученые полагают, что коричный альдегид активирует рецепторы к инсулину и стимулирует синтез переносчика глюкозы GLUT4, в результате чего клетки лучше поглощают глюкозу. По некоторым данным, корица снижает концентрацию жирных кислот в крови и потому полезна при метаболическом синдроме. Мыши, сидящие на жирной диете с корицей, почти не набирают вес. Вернемся, однако, к клиническим исследованиям, а они касаются преимущественно действия C. cassia. Результаты показали, что ежедневный прием 3 — 6 г китайской корицы в течение одного — двух месяцев снижает концентрацию глюкозы в крови после еды как у больных, так и у здоровых людей. Ее действенность при дозе менее 1,5 г под вопросом. Эффективность

настоящей корицы не доказана. И вообще, во всех 25 исследованиях приняли участие меньше тысячи человек, часть из которых — здоровые добровольцы, что не дает оснований рассматривать корицу как лекарство от сахарного диабета. Когда речь идет о медицине, китайскую и цейлонскую корицу считают аналогами, однако это не так. Эфирное масло китайской корицы содержит почти 95% коричного альдегида и около 1% кумарина. В масле настоящей корицы коричного альдегида не более 80%, зато и кумарина практически нет. А продукт метаболизма кумарина, о-гидроксифенилацетальдегид, при длительном приеме токсичен для печени. Некоторые люди очень к нему чувствительны. Безопасной считают дозу 0,1 мг кумарина на килограмм массы тела. Вторая проблема, связанная с корицей, — едкий коричный альдегид. Он раздражает кожу и слизистую оболочку, вызывает жжение, волдыри, иногда и аллергическую реакцию. Коричное масло не принимают внутрь, а для наружного применения смешивают с другими маслами. Благодаря местному раздражающему действию коричного альдегида масло используют как обезболивающее. Коричного альдегида много в масле, а в сухой корице его не более 1%. Безопасной суточной дозой считают три грамма порошка корицы, разделенные на несколько приемов. Симптомы аллергии, если она возникнет, проходят сами в течение недели. В 1984 году специалисты из Коломбо обследовали 40 мужчин и женщин, не менее четырех лет проработавших на предприятии по переработке корицы. Это большое помещение с высоким потолком все пропахло корицей, в воздухе висит мелкая пыль, которая неизбежно образуется при сортировке и упаковке ломкой коры. Рабочие трудятся в масках, поэтому пыль не глотают. Тем не менее подавляющее большинство жаловалось на потерю веса, ломкость и выпадение волос и резь в глазах во время работы. Мужчины работают полуголые, коричная пыль оседает на потной коже, вызывая раздражение, которое проходит, когда пыль смывают. У девяти рабочих обнаружили астму (кто там собирался лечить астму корицей?). Болезнь не связана с курением или с неспецифическим действием мелких растительных частиц, поскольку у сотрудников предприятий по переработке других лекарственных трав астма встречается гораздо реже. Настоящая корица, пожалуй, самая мягкая из кориц и единственная, которая не содержит кумарина. Поэтому ей отдают предпочтение, хотя она дороже китайской. В наших магазинах продают преимущественно C. cassia. Впрочем, недавно настоящей корице нашли замену подешевле — тайваньскую корицу C.osmophloum. Это дерево растет только на Тайване. Его предполагают использовать исключительно как источник масла, которое получают из листьев. Лучшие образцы содержат следовые количества кумарина, до 80% коричного альдегида, и 0,4 — 2,7% эвгенола. Листья — хороший возобновляемый ресурс, однако ученым предстоит селекционная работа, потому что деревья отличаются составом масла.

Н. Ручкина «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Фантастика

Алексей Бурштейн ия Сергея Дергачева

ыцарь опустил меч. Натруженные мускулы гудели от усталости, волосы под шлемом слиплись от пота. Рыцарь глубоко вздохнул, осмотрел иззубренное лезвие меча и отбросил его в сторону — щербатую, тупую железяку могла спасти теперь только перековка. Даже поверженный, ящер внушал ужас. Туша была огромной. Раскаленный драконий зуб, из самых мелких, — доказательство выполненного задания — обжигал рыцарскую ладонь даже сквозь латную перчатку. Этот зуб пополнит накинутую поверх кирасы связку из драконьих зубов, заменявших воину рекомендации. Рыцарь обошел дракона и шагнул в лабиринт извилистых улочек города. Из-за прикрытых ставен и сквозь щели старых, рассохшихся дверей за ним настороженно наблюдали горожане. Бедняги, они боялись собственного будущего: раньше у них была пусть и нелегкая, но предсказуемая жизнь под пятой правителя, чьи желания были ясны и просты, но эти люди понятия не имели, чего ожидать от победителя дракона. Городок был небольшой, поэтому нужный дом рыцарь нашел быстро. Внутри кольца городских стен, где любая пядь земли драгоценна, растущие у дома деревья могли означать только одно. Рыцарь поднялся по ступенькам и постучал в дверь. Дверь распахнулась, как будто за ней поджидал вышколенный дворецкий, но, разумеется, у двери никого не было — хозяин этого дома не нуждался в слугах. Воин бесстрашно переступил порог. Весь ужас, который он мог испытать, иссяк в битве с драконом, поэтому сейчас не испытывал никаких эмоций. Дверь тут же сама собой захлопнулась за его спиной. — Добро пожаловать, — раздался голос, исходивший одновременно отовсюду. — Хочешь обсудить коронацию?

— Почему коронацию? — Считается общепринятым, что в городе, где есть маг, именно он коронует правителей. А ты убил нашего дракона, следовательно… — Это был последний, — ответил рыцарь, обернулся и, обнаружив рядом старое потертое кресло, тут же, не дожидаясь приглашения, уселся в нем. Сидеть в пластинчатых доспехах было неудобно, однако на то, чтобы стоять, у рыцаря уже не оставалось сил. — Прости? — Я говорю, это был последний дракон. Человечество навсегда освободилось от тирании этих огромных златолюбивых огнедышащих ящериц. В соседнем кресле материализовался длиннобородый старичок в синем, расшитом золотыми звездами халате. В одной руке старичок держал остроконечную шляпу, в другой — бокал с прозрачной жидкостью, оливкой и коктейльным зонтиком. Старичок немедленно отпил из бокала. — А я слышал, что в Железных горах… — вкрадчиво произнес он, ставя опустевший бокал на появившийся между креслами столик. — Тебе, кстати, начаровать чего-нибудь? Есть чистейшая родниковая вода. Но если ты не давал обета трезвости, выбор будет богаче… — Нет, спасибо, — покачал шлемом рыцарь. — Я пришел сюда с Железных гор. Там был василиск, а не дракон. И он там был. В прошедшем времени. — А на Лазурных островах? — осведомился старичок, положив шляпу рядом с бокалом. — Освобождены полгода назад. — А Край Безумных Вершин? — Ополчение из тамошнего монастыря очистило от драконов весь горный хребет. Я видел магограмму с отчетом прямо перед походом в Железные горы. За последний сезон скалолазы не обнаружили ни одной кладки яиц. Волшебник опер локоть о колено, водрузил подбородок на свой кулак и задумался. — По-моему, был еще один в Пещере Пылающего Камня… — Проверяли. Это просто вулкан, драконов там никогда не было. — Рыцарь вздохнул. — Этот был последний. Волшебник откинулся на спинку кресла: — Значит, драконов в мире больше не осталось? — Ни одного, — снова вздохнул рыцарь. — И человечество может жить спокойно? Времена, когда города поджигались ради забавы, канули в Лету? Никто больше не будет сжигать посевы, требовать дань коровами и собирать груды золота? — Будут, конечно. Только это будут уже люди. А с ними можно договориться. — Так зачем ты пришел ко мне, драконоборец? Что ты хочешь от меня, простого городского мага? Глаза рыцаря блеснули сквозь забрало шлема. — Что делать драконоборцу, когда уничтожен последний дракон? «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

— Возрадоваться, забрать свою долю драконьих сокровищ и прокутить их в ближайшей таверне под звуки распеваемых менестрелями баллад во славу его подвигов, — немедленно последовал ответ. — Если дракон похищал принцессу — наш, кстати, похищал, — жениться, принять корону и неустанно заботиться о благе своих подданных, по мере сил развивая экономику, науку и искусство. В рамках развития искусства можно воздвигнуть величественную статую, знаменующую миг освобождения человечества от тирании драконов. В общем, примерно этого и требует традиция. — Это дело для деятеля государственного масштаба, — возразил рыцарь, — не для драконоборца. Что я понимаю в управлении страной? О драгоценных металлах знаю только, где драконы хранят награбленные сокровища. Разве можно с такими знаниями развить, а не развалить экономику страны? Я даже не смогу подобрать в меру разумных советников, потому что не знаю, по каким критериям их выбирать. — Так чего ты хочешь от меня? — Драконы неправильные, — раздумчиво заговорил рыцарь после продолжительной паузы. — Слишком большая масса тела по отношению к размаху крыльев. Килевая кость крошечная, некуда крепить мускулы крыла, да и сами мускулы слишком короткие. Эти твари сами по себе не способны летать. И никак не должны плеваться струями огня: первый же выдох сожжет им пасть. Они не должны насыщаться одной коровой, им на такую массу и трех слонов должно быть мало! Драконы — неправильные. Значит, они магические и используют магическую энергию. А ты — маг. И ты тоже не можешь не использовать магическую энергию. Тем не менее дракон терпел твое присутствие в этом городе! Фактически в каждом городе, который я освобождал от власти дракона, был маг, зачастую он даже и не скрывался, — вот как ты. А ведь я помню Битву при Серых скалах и знаю, что всего три мага с нашей стороны и четыре со стороны противника за время боя высосали всю магическую энергию на сотни миль вокруг. Да настолько тщательно, что до сих пор близ Серых скал даже архимаги с трудом могут огонек на ладони зажечь! — К чему ты ведешь, смертный? — насторожился волшебник. — Драконы не стали бы терпеть конкурента в своих владениях, когда дело касается жизненно необходимой им магической энергии, если бы этот конкурент не был для них еще важнее. Я веду к тому, что драконы — создания магов. Вы, маги, сотворили драконов и управляли ими, позволяя всем остальным думать, будто это драконы правят городами. Вы дурачили весь мир. Но теперь драконы кончились. Как вы будете подчинять себе людей? Волшебник ответил не сразу. — Землепашцу в засушливый год нужны дожди. Алхимику — чистые металлы и сплавы, которые не

может создать кузнец. Любой мужчина будет рад, если его жена счастливо разрешится от бремени. Любая женщина возрадуется, если ее ребенок выздоровеет от болезни, перед которой разводят руками лекари. Королям нужно пересылать сообщения по мгновенной связи, чтобы управлять своими государствами. Полководцы будут слепы без магической разведки. И те, и другие будут нуждаться в защите от покушений, равно как и в услугах обратного характера. Всем и всегда будет требоваться магия. Так что мы какнибудь выкрутимся. — А какие перспективы у драконоборцев в мире, в котором нет драконов? Кроме должности короля, который станет всего лишь новым подобием дракона в руках своего придворного мага? Вы же должны были подумать о том, куда девать целую когорту отчаянных рубак с отточенными до совершенства навыками боя, когда они станут не нужны? — Волшебник внимательно слушал, теребя бороду. — А то ведь, чего доброго, эти рубаки сообразят, кто теперь вместо драконов, и вернутся к славному, воспетому менестрелями ремеслу… — вкрадчиво добавил рыцарь, склоняясь к колдуну. Маг решился: — Ладно. Я думаю, что смогу тебе помочь. Идем со мной. Комнату заволокло туманом, а когда туман рассеялся, оказалось, что маг и рыцарь переместились в другое помещение. Здесь было гораздо просторнее. Повсюду висела разнообразная одежда. Часть нарядов выглядела обычно, часть — непривычно. О некоторых вещах рыцарь только догадывался, что это одежда. — Твои новые доспехи, — сказал волшебник, — вот эти, с желтой стрелой, надевай. Рыцарь после мимолетного колебания сорвал с себя шлем и подшлемник. — Ты что, девица?! — Нет, я просто красивый, — дерзко парировала девушка, вытирая лоб насквозь мокрым подшлемником. — Понял теперь, почему жениться на освобожденной принцессе и основать династию — не мой вариант? — Но ты же девица! Как такое возможно? — Девица в доспехах, прошу заметить. И у меня неплохо получается убивать драконов, как видишь. Прямо сейчас на площади остывает подтверждение моих слов. На это у колдуна не нашлось, что ответить. — Ну что ты молчишь? — не выдержала воительница. — Представь себе, не все девушки стремятся провести свою жизнь между очагом и повитухой, пока муж, купивший ее у родителей за гроши, возвращается с очередной войнушки. Или не возвращается. Почему все приключения предназначены только мужчинам? Мы не хуже них! Я пять дюжин драконов завалила, а уж василисков, виверн и мантикор —

вообще несчитано. Многие ли могут похвастаться такими трофеями? — Да бога ради, — пожал плечами маг, — я просто удивился, потому что это… не вполне типичный выбор для девицы. — Это не девицы выбирают, — ответила воительница, облачаясь в незнакомый костюм. — Это общество навязывает им выбор. У любого есть право решать, кем ему быть, и у девушки прав не меньше, чем у парня! — убежденно закончила она, протягивая руку за перчатками. — Боюсь, наше общество еще не готово к столь радикальным идеям, — заметил маг. — Вот и ты прятала лицо под шлемом, а не кричала во всеуслышание, что ты девица-драконоборец. — Да кто бы нанял девицу-драконоборца! — резонно возразила она, надевая ожерелье из драконьих зубов поверх нового костюма. — А рыцаря, в ожерелье которого пять дюжин драконьих зубов, давшего обет не снимать шлем на людях, — легко, — деловито добавила воительница, вкладывая последний, добытый всего час назад зуб в плечевой карман. — Теперь шлем, — подсказал маг. — Стеклянное забрало? Разве такой шлем способен защитить от чего-то?! — От удушья. Он удерживает воздух вокруг твоей головы. Там, куда ты отправляешься, это важно. — А куда я отправляюсь? Вместо ответа маг подвел девушку к высокому, в человеческий рост, темному зеркалу в вычурной золоченой раме. — Ты выбрала судьбу воина-драконоборца, но твоя миссия в этом мире завершена, — торжественно произнес волшебник. — Ты и сама знаешь, что оставаться здесь для тебя бессмысленно: любая новая победа будет классом ниже, чем то, чего ты уже добилась. А ты, как я вижу, не из тех, кто понижает планку. Поэтому я отправлю тебя в другой мир. В мир, где женщины завоевали право на равенство с мужчинами. В мир, где чудеса технологии превосходят все твои самые смелые ожидания. В мир, в котором тебе откроются тысячи новых путей и ты сможешь выбрать себе любой. При переходе ты магически получишь знания, которые нужны, чтобы жить в том мире. — Имей в виду, у драконоборцев колоссальный опыт выживания, — прищурилась воительница. — Это ты к чему? — Если ты намерен решить проблему драконоборцев, волшебным способом отправляя их с глаз долой, и задумал коварно зашвырнуть меня в какое-нибудь гиблое место, я постараюсь выжить, подучиться кое-каким трюкам и вернуться, когда ты меня не ждешь. Будет удача на моей стороне или нет, я не советую тебе испытывать судьбу! — Интересная мысль. Если бы я хотел убить тебя, я бы уже сделал это, — прокомментировал ее подо-

зрения волшебник. — А теперь помолчи немного, мне надо сосредоточиться. Маг замолчал и настроился на магическую волну. Зеркало заволокло инфернальной тьмой, в которой время от времени проскальзывали сполохи разных цветов. Вскоре в зеркале вновь появилась комната, однако на серебряной поверхности не было отражения девушки, а отраженный маг протянул воительнице руку в приглашающем жесте, которого маг в комнате не делал. — Иди, — напутствовал ее маг, стоявший рядом. Она сделала шаг внутрь зеркала и оказалась в точно такой же комнате, где другой волшебник — здесь он назывался «оператор станции переброски» — ловко подхватил ее под локоть, чтобы она не потеряла равновесия после перемещения. Девушка оглянулась — маг, оставшийся по ту сторону, помахал ей рукой на прощание. — Добро пожаловать, мисс, — с учтивым полупоклоном приветствовал путешественницу оператор и опасливо покосился на ожерелье. — Я вижу, вы боролись с вредителями? — Это очень правильное определение, — кивнула мисс. — Скажите, здесь девушка действительно может выполнять любую работу, даже мужскую? — Она сразу же взяла быка за рога. — А что такое «мужская работа»? — озадачился абориген. — Ну, например, защищать родину с оружием в руках. — Если девушка взяла в руки оружие, то говорить ей, что это не ее дело, как минимум опасно, — благоразумно ответил собеседник. — Пусть воюет, если ей хочется и если у нее получается. — Отлично! Мне здесь нравится, — улыбнулась девушка, шагая вслед за местным магом к выходу. На ступенях она, правда, замешкалась, увидев сияющую неоновыми огнями панораму мегаполиса, но не подала виду. — Вы привыкнете, — ободрил ее оператор станции переброски, оставаясь по ту сторону порога. — Документы в правом нагрудном кармане. На банковском чипе подъемные на первое время. На несколько недель должно хватить. А это — бластер. Удачи в поиске новой судьбы! — Дверь захлопнулась. Девушка посмотрела на станцию переброски — в этом мире она располагалась в грандиозном комплексе магазинов, который, как она теперь знала, назывался «торговым центром», — а затем обернулась и подняла голову к небесам, в которых по невидимым дорогам сновали сотни летательных аппаратов всевозможных форм и расцветок. — А зачем, собственно, мне искать новую судьбу? — прищурилась она. — Здесь есть простые люди, и, если я хоть что-то знаю о человеческой природе, есть те, кто их несправедливо притесняет. Неужели я не найду здесь драконов? «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

художник Сергей. Айнутдинов

Пишут, что...

Короткие заметки

Борьба с половым хаосом «Как же так получается, что студенты-старшекурсники, приходя в лаборатории, становятся жертвами стереотипов о роли полов: девушки сосредоточиваются на составлении отчетов и организации связей с общественностью, а парни занимаются оборудованием? Нет ли здесь чьей-то злой воли, ведь все знают, что женщины столь же любят копаться в механических устройствах, как мужчины, да и последним не чужда страсть к составлению отчетов?» — примерно таким вопросом задалась группа исследовательниц из Колледжа искусства и науки при Корнеллском университете. Творческий коллектив возглавляли Наташа Холмс и Энн Боуэрс. В попытке найти злодея они провели опрос студентовфизиков. Результаты просто шокировали исследовательниц, что видно, если читать не их выводы, а смотреть на графики (PHYS. REV. PHYS. EDUC. RES. 18, 010106, 2022). Прежде всего оказалось, что различия в предпочтениях видны невооруженном глазом. Так, большинство студентов хотело бы анализировать данные, а студентки мечтали заниматься менеджментом и написанием методичек. Правда, собирать оборудование обе группы хотели с равным и не очень сильным рвением. Студентки, в отличие от студентов в значительно большей степени, чуть ли не в два раза, предпочитали совместную работу, чем выполнение каких-то индивидуальных заданий. И совсем уж удивительно, что и студентам, и студенткам было глубоко безразлично, нарушен ли половой паритет в исследовательской группе, где предстоит работать. А в конце концов участники опроса и вовсе признались, что распределение ролей в группе происходит совершен хаотично: каждый вдруг оказывается на своем месте. Выходит, нет злодея: неравенство ролей возникает само собой. И это, как считают Наташа Холмс и ее коллеги, дает шанс искоренить зло! Ведь если не пускать все на самотек, если привлечь кураторов, которые объяснят неразумным, что студенткам на самом деле интересно протирать спиртом оптические оси электронного микроскопа, чтобы не скрипели, а студентам — набивать на клавиатуре тексты отчетов, то равенство одержит верх. Впрочем, этот вывод может быть неточным из-за особенностей выборки. Мало того что среди испытуемых физиков было всего 30% студенток, так там еще и не было никаких представителей многообразных гендеров. А еще не было ни одного негра или индейца — сплошь европеоиды и монголоиды из Азии. Возможно, с другим составом и результат был бы иным.

С. Анофелес

…ношение масок в связи с пандемией COVID-19 поставило неожиданную проблему: детям гораздо труднее, чем взрослым, распознавать частично скрытые маской лица, им стало непросто поддерживать отношения со сверстниками и учителями, завязывать необходимые социальные связи («Cognitive Research: Principles and Implications», 2022, 7 февраля)… … десятиминутная пробежка поутру, хоть на месте, хоть по улице, не имеет значения, увеличит приток крови в разные отделы префронтальной коры мозга («Scientific Reports», 2021, 22 ноября)… …обработка семян озимой пшеницы наночастицами золота увеличивает устойчивость проростков к низкой температуре: частицы замедляют рост, но поддерживают фотосинтетическую активность, тем самым способствуя накоплению в листьях растворимых сахаров — криопротекторов («Доклады Российской академии наук. Науки о жизни», 2022, 502, 1, 10–14)… …у впадающих в спячку тринадцатиполосных сусликов метаболизм замедляется почти на 99%, но, чтобы проснуться бодрыми, им нужны белки — их поставляют микроорганизмы, входящие в состав микробиома, которые перерабатывают азот из мочевины в собственные метаболиты («Science», 2022, 27 января)… …создана искусственная зубная эмаль, более твердая и прочная, чем естественная, а это самый прочный материал в организме человека («Science», 2022, 3 февраля)…

жни Hans Moser

Пишут, что...

…общаясь с себе подобными и налаживая социальные контакты, мы придерживаемся двух правил: реагируем на слова и действия своего собеседника и вольно или невольно начинаем ему подражать, что, как ни странно, происходит и при общении с роботом («PLOS One», 2022, 19 января)… …когда речь идет об ожирении, следует помнить, что в происходящих в связи с этим негативных процессах в организме виноват не сам жир, а утрата им пластичности, способности реагировать на посылаемые организмом сигналы («Cell», 2022, 3 февраля)… …разрыв отношений или развод даются мужчинам весьма непросто — в этот момент они подвержены депрессии, их одолевают повышенная тревожность, тяга к самоубийству («Social Science and Medicine — Qualitative Research in Health», 2022, 12 января)… …циклический дигуанилат, сигнальная молекула, служащая своеобразным переключателем при формировании бактериальных пленок, передает сигналы наподобие радиоволн, правильная настройка амплитуды и частоты которых дает возможность распространять информацию среди разных поколений бактерий («PNAS», 2022, 25 января)… …собачьи фекалии и моча каждый год вносят в почву 11 кг азота и 5 кг фосфора на гектар в природном заповеднике недалеко от бельгийского города Гент, где любят выгуливать собак, что может нанести ущерб биоразнообразию и функционированию экосистем («British Ecological Society», 2022, 6 февраля)…

Короткие заметки

А что у нее внутри? Внутри Земли есть много чего, например расплавленная мантия, жидкое ядро, твердое ядрышко. А еще у нее есть барицентр, так сказать, центр тяжести системы Земля — Луна — Солнце. Он лежит на расстоянии 4600 км от центра Земли, то есть на глубине в 1800 км от поверхности планеты. И при этом не просто лежит, а совершает замысловатые движения, постоянно смещаясь изза суточного вращения Земли, ее годового движения по орбите и четырехнедельного лунного цикла. При этом орбиту Луны искажает Солнце. Свой, пусть и малый вклад в эти смещения вносят и другие планеты Солнечной системы, прежде всего Юпитер с его 11-летним годовым циклом. Смещение не маленькое: амплитуда его месячных колебаний составляет 600 км. На движения барицентра геофизики особого внимания не обращают: они предполагают, что динамику Земли определяют потоки тепла, идущие от горячего ядра к холодной коре. Тепло это древнее, сохранившееся с тех пор, как Земля была сгустком расплавленных пород, плюс свой вклад вносит радиоактивный распад калия, урана и тория. Именно такие потоки тепла определяют важнейшую особенность нашей планеты — тектонику плит, то есть постоянное движение больших фрагментов земной коры. Ни у одной каменистой планеты, а это Марс, Венера и Меркурий, никакой тектоники плит нет, и планетологи не знают почему. Не исключено, что причина именно в смещениях барицентра под влиянием Луны и Солнца, считает Энн Хофмейстер из Университета Вашингтона в Сент-Луисе. Вместе с коллегами она написала соответствующую главу в книге «In the Footsteps of Warren B. Hamilton: New Ideasin Earth Science», которую Геологическое общество США издало в январе 2022 года в память об американском геофизике Уоррене Гамильтоне; он немало сделал для понимания загадки тектоники плит, правда, оставил больше вопросов, чем ответов. Развивая его идеи, Энн Хофмейстер предполагает, что наличие огромного спутника у Земли и ее близость к Солнцу объясняют уникальное поведение нашей планеты: колебания барицентра столь огромны и столь замысловаты, что ломают земную кору, обеспечивая формирование и движение континентов. Для проверки предложено использовать Плутон, вокруг которого обращается огромный спутник — Харон. Казалось бы, у Меркурия есть еще более крупный сосед – само Солнце, но Меркурий повернут к нему одной стороной и никаких смещений барицентра внутри него не происходит. А в Плутоне барицентр под влиянием Харона должен перемещаться как в недрах Земли под действием Луны. Интересно, что движения барицентра должны давать вклад и в разогрев внутренности Земли. Тогда любые изменения такого движения, например амплитуды колебаний, будут сопровождаться изменением мощности потока тепла, идущего к земной коре и далее в океан и атмосферу.

С.М. Комаров «Химия и жизнь», 2022, № 2, www.hij.ru

Нанофантастика

Ханна Хаимович Иллюстрации Елены Станиковой

Семь бед — один RESET

огда слетели настройки голограммы, мало не показалось никому. Шут его знает, что с ними случилось — то ли перегрелось чтото, то ли переохладилось, то ли вирусы, то ли виртуальные мыши выбрались из проекции и погрызли железо — зубы у них острые, даром что ненастоящие. Но попотеть пришлось всем, а в первую очередь нам. Мы как увидели, что на Земле творится, — так и схватились за головы. Почему-то включился пользовательский голосовой ввод. Буркнет человек что-то, ни к кому не обращаясь, — пожалуйста, система принимает на свой счет. А что люди чаще всего произносят? Вот-вот. Стали материализоваться ругательства. Рявкнешь в сердцах: «С**а!» — появляется здоровенная собачища. Кхм... Нарушение популяции бродячих собак, вызванное этим сбоем, пофиксить до конца не удалось. К тому же в качестве побочного эффекта откуда-то взялись тучи комаров и голубей. Но собаки — это еще полбеды, народ — он мастак затейливо ругнуться. Не говоря уже о пословицах. «Одна голова хорошо, а две лучше», м-да... Полетели все наши системы комфорта. Вместо того чтобы генерировать свободные места

в транспорте, аппаратура начала генерировать новых пассажиров. Вместо того чтобы расширять дороги в час пик — сужать их. Вместо того чтобы призывать транспорт на остановки — отпугивать его. Отпугиватели транспорта удалось пофиксить, но маршрутки и автобусы до сих пор иногда пугаются и убегают при виде людей. К тому же кое-где возникли генераторы сигаретного дыма и туалетного смрада. Отлавливать все это придется еще лет сто, не меньше. Еще сбилось очень много мелких тонких настроек. Пиво вместо сладкого сиропа превратилось в кислую шипучку. Откуда-то взялся генератор мусора — похоже, к каждой улице прицепился вирусный скрипт. Кое-где завелись долгоносикиасфальтоеды. Мы вроде бы их убрали, но Л-Люнк до сих пор бубнит, что они просто стали невидимыми. Перестраховщик. Жилые дома подпортил еще один вирус — вместо загородных особняков появились хибары с туалетом на улице, а вместо интеллектуальных многоэтажек с полным циклом жизнеобеспечения — какие-то развалюхи со всплывающими ярлыками «hrushchevka». Откатить не получилось, запустили программу сноса. Нарушился цикл размножения посуды, и теплич-

ных условий в раковине, с высокой влажностью и остатками еды, стало не хватать для почкования. Тут пришлось поломать голову. Посуда — она ведь существо нежное, комфорт любит. Но, кажется, починили и это. Пахали недели две. На работе дневали и ночевали. Когда выловили все баги, решили отметить это дело. Сидим в баре, пьем птичье молоко, а Л-Люнк бухтит и бухтит. «Мы что-то забыли, мы что-то точно забыли...» Эй, вы что, записываете? Что? Какой прямой эфир, я же обращение не подготовил! Это? Это не обращение, это я вам просто так рассказываю... Ну ладно... Кхм... Уважаемые земляне! Простите за причиненные неудобства. Если вы обнаружите неустраненные неполадки, пожалуйста, обращайтесь к нашим представителям в вашем мире. Возможно, в результате недавнего сбоя они будут выглядеть как представители «Эйвон» или «Орифлейм», но пусть вас это не смущает. Когда закончим отладку, они обязательно вспомнят и передадут нам ваши жалобы и предложения. Спасибо, что выбрали нас!

«Химия и жизнь», 2022, № 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 ПРЕМИЙ «ИСТОК» СОСТОИТСЯ 5 ОКТЯБРЯ 2022 ГОДА В НИЖНЕМ НОВГОРОДЕ

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