HmZhzn7202 by willisdor

химия и жизнь

/ 2021

Химия и жизнь

Ежемесячный научно-популярный журнал

/ 2021

«Горячность прямо пропорциональна недостатку подлинного знания». Лоренс Стерн

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 11.07.2021 Типография «Офсет Принт М.» 123001, Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1 Адрес для переписки 119071, Москва, а/я 57 Телефон для справок: 8 (495) 722-09-46 e-mail: redaktor@hij.ru http://www.hij.ru Соцсети: https://www.facebook.com/khimiyaizhizn https://vk.com/khimiya_i_zhizn https://ok.ru/group/53459104891087 https://twitter.com/hij_redaktor https://www.instagram.com/khimiya_i_zhizn/ При перепечатке материалов ссылка на «Химию и жизнь» обязательна На журнал можно подписаться в агентствах «Роспечать» — каталог «Роспечать», индексы 72231 и 72232 Наши подписные агентства «Арзи», индекс 88763 в Объединенном каталог «Пресса России» (тел. «Арзи» (495) 443-61-60) «Почта России», индексы в каталоге П2021 и П2017 НПО «Информ-система», (495) 121-01-16, (499) 789-45-55 «Урал-Пресс», (495) 789-86-36 «Руспресса», тел. +7 (495) 369-11-22 «Прессинформ», +7(812) 786-58-29, +7(812) 337-16-26 г. С-Петербург

Генеральный спонсор журнала Компания «БИОАМИД»

Содержание Интерв СЛУЧИЛАСЬ ЖИЗНЬ. Л.Н. Стрельникова..............................................2

Разм шлени ОТ ЦИФР  К ПОНИМАНИЮ. Л.А. Хатуль ...........................................20

Глубокий коном ВОДОРОД В ДЕЛЕ. С.М. Комаров ......................................................24

Вещи и вещества ЧТО СВЕТИТСЯ НА БОЛОТАХ ПО НОЧАМ? И.Н. Григорьев .................. 34

Разм шлени ВОСЕМЬ ВОПРОСОВ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ. С.В. Багоцкий ............ 40

Здоров е НЕДОСПАТЬ И ПЕРЕЕСТЬ. Н.Л. Резник ..............................................48

Панацейка ХВОЩ  КРЕМНИЕВАЯ ЩЕТИНА. Н. Ручкина..................................... 54

Здоров е ФОТОДЕРМАТИТЫ: КОСМЕТИКА И РАСТЕНИЯ. Н.Г. Акимов .............. 57

Фантастика ПРОТОКОЛ КАНАТКИНА. Игорь Савин ............................................... 62

Нанофантастика НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ рисунок Александра Кука НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ картина Арнольда Бёклина «Рыбалка Панов». Попытка получить потомство от разных видов может дать неожиданные результаты. Может и не дать. Об этом читайте в статье «Восемь вопросов о теории эволюции»

ЖАРПТИЦА. А. Лободинов ................................................................ 72 Резул тат : алгоритм Реклама

и робот

30 33, 69

Короткие заметки

Пишут, что…

Интервью

Случилась жизнь Путевку в захватывающую и яркую научную жизнь ему выписала обычная советская школа в поселке Лебяжье Кировской области, где «не было ни одного плохого учителя». А сегодня Андрей Витальевич Наумов, доктор физико-математических наук, профессор РАН, сам учит и наставляет студентов и аспирантов. Ведь у него большое научное хозяйство — лаборатория в Институте спектроскопии РАН в Троицке и лаборатория и кафедра в Московском педагогическом государственном университете. Он с равным успехом занимается фундаментальной наукой, просветительством и образованием. О том, чему могут научить пчелы, как можно увидеть однуединственную молекулу, что такое эпоха репутаций, зачем нужны российские научные журналы и о много другом с гостем рубрики беседует главный редактор журнала Любовь Николаевна Стрельникова. 2

Физик, пчеловод, химик, музыкант, программист, стрелок, просветитель, тракторист-машинист — это все о вас, и список этот не полный. Давайте начнем с пчеловода. Чем привлекли вас пчелы? Мои родители и их семьи всегда держали пчел, это была традиция. А кроме того, в моей семье было пятеро детей, я — самый младший среди братьев и сестер. Такой большой семье без натурального хозяйство было бы трудно. В детстве я жутко боялся пчел. Когда учился в старших классах, братья с отцом стали привлекать меня к работе с растущей пасекой (к концу школы было уже больше 60 ульев), научили терпеливому отношению к пчелам. За пчелами очень интересно наблюдать, их мир удивителен и чем-то похож на человеческий. Почему весной пчелы начинают роиться, когда часть их снимается с улья и улетает? Во-первых, это происходит, если в улье становится тесно. Тогда пчелы формируют новые маточники, и когда выходит новая матка, старая забирает старых пчел и улетает. А вторая причина — это отсутствие работы, когда из-за плохой погоды нет нектара. Тогда пчелы начинают бузить, и в результате происходит роение. Так что сепаратизм возникает из-за тесноты и безделья.

А.В. Наумов выступает на общем собрании профессоров РАН. Москва, 2020

А мне пчелиные соты всегда напоминали конденсированные ароматические углеводороды. Правда, с недавних пор напоминают графен. Кстати, о графене. Наши теоретики посчитали, как будет двигаться листочек графена на графеновой поверхности. Оказывается — никакого броуновского движения! Графену природой позволены только соразмерные движения, связанные с его симметрией. Но ведь и пчела по сотам не может ходить просто так на своих шести лапках. Я стал искать траекторию движения пчел по сотам, и выяснилось, что она похожа на траекторию движения графена по графену! Тогда, может, вы объясните мне с точки зрения науки, почему сорвавшийся рой надо преследовать с металлическим ведром и железной палкой и постоянно стучать ими друг о друга? Мне эта картина хорошо знакома, потому что все свое детство каждой весной, в мае, я проводил на крыше с ответственным заданием «караулить пчел». А когда рой улетал, я бежал за ним с ведром и железной палкой и производил страшный грохот. И меня этот вопрос тоже очень интересовал — зачем я это делаю? Ответ нашелся на ВДНХ. В 1987 году мы с отцом оказались в Москве. Тогда путешествие в Москву включало обязательные пункты программы — посещение Мавзолея и ВДНХ. Без этого в село можно было не возвращаться — считай, что в Москве и не был. На ВДНХ мы обошли все павильоны, включая «Пчеловодство». И вот там-то нам и показали ультразвуковое устройство, которое заменяет ведро с палкой. Оказалось, что матка общается с пчелами с помощью ультразвуковых сигналов. Когда железом по железу бабахаешь, то в производимом звуке обязательно есть небольшая ультразвуковая компонента. Но ее достаточно, чтобы сбить пчел с толку. Из-за этой звуковой завесы они не слышат матку, поэтому тут же приземляются. И ты их забираешь. А вообще занятия пчелами вырабатывают терпеливость и аккуратность — навыки, которые исследователю необходимы.

Работа на установке по детектированию спектров одиночных молекул и криогенной флуоресцентной наноскопии в Байройтском университете. Германия, 2004 Выступление на творческом конкурсе Всероссийского литературного праздника. Киров, 1985

А чем еще, кроме пчел, вы интересовались и увлекались в юности? Всем! Когда я перечисляю, какие возможности предоставляла нам обычная советская поселковая школа, да и сам поселок Лебяжье в Кировской области, где проживало всего три тысячи человек, мне никто не верит. Конноспортивная секция, секция вольной борьбы, секция гиревого спорта, лыжная секция, автошкола, мотоциклетная школа, военно-спортивный клуб. Я воспользовался всеми этими возможностями. Раз в неделю мы выезжали на стрельбы, у меня есть диплом победителя областных соревнований по стрельбе из автомата Калашникова. А по окончании школы я получил удостоверение тракториста-машиниста, то есть вышел из школы с профессией. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

У нас была своя поселковая музыкальная школа, и я ее закончил по классу баяна. Родители заставляли вас ходить в музыкальную школу? Так частенько бывало. Да нет, все наоборот. По какой-то причине родители решили, что не будут меня туда отдавать. Музыкальная школа была напротив нашего дома, через дорогу. Я сам пошел туда и записался, ничего родителям не сказал. Отзанимался уже почти полгода, когда мой отец случайно встретился с директором школы и узнал, что давно уже пора платить за мое обучение. Тогда это были приличные деньги, особенно для многодетной семьи — 16 рублей в месяц. Тут как раз случился отчетный концерт, на котором я играл на баяне и пел. Мама с папой увидели, и вопрос был решен. Учил меня музыке замечательный педагог Валерий Васильевич Михеев, он же директор моей музыкальной школы. Учил не только музыке. Мы играли в шахматы, вместе ремонтировали магнитолы, баяны, пианино. Я узнал от него много всего интересного и полезного.

поведут выступать. Однажды спрашиваю учителя — когда же концерт? А он мне — я вас вообще-то не для концерта учу. Будем на заказ играть, можно будет неплохо заработать. Заработки не получились, оркестр распался. Но я потом нашел, как применить новые навыки — мы открыли курсы горнистов и барабанщиков, а я стал руководителем. На учебу приезжали пионеры из разных школ района. А еще в 80-е проходили Всероссийские литературные праздники, такая своеобразная олимпиада по литературе, истории, творческим дисциплинам. В 1985 году я стал победителем на таком мероприятии в Саратове, и меня наградили путевкой в Артек. В стране началась перестройка, и это была первая международная смена с участием детей из капиталистических стран. Я там выступал с песнями на баяне перед американской и западногерманской делегациями, перед высокими правительственными гостями Артека, был на этих мероприятиях и сам Горбачев. До сих пор во мне живет это очень яркое впечатление от общения с представителями совершенно другого мира.

Но вы ведь играете не только на баяне?

Тогда в моде были музыкальные конкурсы самого разного уровня — для детей. Вы в них участвовали?

Да, играю еще на гитаре и корнете. В какой-то момент ко мне в музыкальную школу пришел учитель из Дома культуры и говорит: «Я начинаю собирать духовой оркестр. Видел тебя много раз на концертах, будешь играть на корнете». Это такая маленькая труба, промежуточный вариант между тубой и трубой. Он отобрал несколько человек из музыкалки, мы долго учились и все ждали, когда же нас на концерт

Конечно. Конкурсов и правда было много. Наш Киров — побратим города Седльце в Польше. Мы очень дружили в советские времена, и у нас регулярно проходил конкурс польской песни. Мне предложили выступить. Я поехал в областную библиотеку, нашел ноты и слова польской песни. Меня познакомили с поляком, который со времен войны осел в Кирове, он поставил мне произношение, так

А.В. Наумов с мамой К.Ф. Наумовой, школьной учительницей, на церемонии вручения медали в честь Дня семьи, любви и верности. Киров, 2013 Во время работы на пасеке. Кировская область, 2003 Л.И. Василевская, преподаватель курса общей физики в Вятском педагогическом государственном университете в 90-е годы, со своими учениками — А.В. Наумовым и Дмитрием Васильевым, завоевавшим золотую медаль на международной олимпиаде по физике в Осло в 1996 г., сейчас сотрудник ИТЭФ

что текст песни я знал. Осталось выучить ноты, поэтому с листочком с нотами я не расставался, все время носил с собой. И тут, как на грех, мой друг зовет меня на речку купаться. Пока мы купались, его велосипед кто-то угнал вместе с моими нотами, потому что я положил листок в сумочку в его велосипеде. А я их еще не выучил! Времени оставалось мало. Что делать? Пришлось самому сочинить музыку. Приехал на концерт в филармонию, спел, никто ничего не заметил. Мне вручили медаль, польские подарки и решили отправить в Польшу на гала-концерт. Я разволновался, подхожу к членам жюри и говорю — извините, тут казус случился. Песня польская,

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

А.В. Наумов с лауреатом Нобелевской премии по химии 2014 г. Эриком Бетцигом на конференции CLEO Europe. 2015

но музыку к ней я сочинил другую. Может получиться некрасиво, ведь в Польше песню знают. А мне говорят — так что же ты раньше-то молчал! Тогда бы у тебя точно гранпри был бы. Интересно, что даже за пару-тройку месяцев до окончания школы я не был уверен, куда хочу пойти учиться. Рассматривал Институт культуры или консерваторию, потому что к тому времени я уже много где выступал, у меня были дипломы победителя всяких всесоюзных и всероссийских конкурсов, я пел с большим детским хором Гостелерадио, плюс профессиональное образование по классу баяна. Но выбрали все же физику. Почему? Кто или что повлияло на ваш выбор? Конечно — учителя, с которыми мне всегда невероятно везло. Мой замечательный учитель физики Алексей Михайлович Комлев буквально с первых занятий пустил меня к себе в лаборантскую — в святая святых. Я, конечно, сразу же отметился — сжег вольтметр, маленький еще был. Я его взял, засунул в розетку и увидел 220 вольт. А потом вижу, что это не совсем вольтметр, а мультиметр, его можно повернуть на амперметр. Повернул рычажок, снова вставил, из прибора пошел дым. Очень любил в технике копаться, смотреть, как все устроено. Мой отец был главным агрономом, ему по-

ложено было иметь радиоточку с обратной связью с военкоматом. Тогда, в начале 80-х, в поселках телефонов не было. Радиоприемник поставили, отец ушел на работу, и я тут же нажал кнопку. Из военкомата мне ответили — что случилось? Ничего, говорю, просто нажал кнопку. А мне говорят — больше не нажимай. Я удивился и тут же разобрал радиоприемник. Оттуда высыпался угольный порошок, образовалось много лишних деталей. Учился я тогда в первом или втором классе. Учителя нас стимулировали и допускали такое исследовательское творчество. У Алексея Михайловича был помощник — лаборант. Он организовал нам кружок кинодемонстраторов, и в четвертом классе я уже научился управлять киноаппаратурой, показывал учебные фильмы. Так что мой выбор определил учитель, и не один. В нашем Центре дополнительного образования для одаренных школьников в Кирове до сих пор работает Игорь Соломонович Рубанов, один из ведущих школьных математиков в нашей стране. Он до сих пор в олимпиадном движении. Он организовал летнюю математическую школу. Можно было сдать экзамен и в нее поехать. Я ездил туда четыре года подряд. А где математика, там и физика. И в олимпиадах, конечно, участвовал. Так что в 1991 году, в год окончания школы, у меня были письма-приглашения из МФТИ и МГУ имени М.В. Ломоносова. Неужели родители отпустили в Москву? Это же был год путча! Родители сказали: «На билеты в одну сторону мы тебе, конечно, денег наберем. А дальше уж как сможешь». В

общем — испугались мы, и я поступил в Вятский педагогический институт. Это было своего рода продолжение династии учителей: моя мама и старшая сестра тоже работали в школе. А в Вятском пединституте работали преподаватели, которых я уже знал по олимпиадам, летней математической школе. Моя специальность называлась «Физика», а специализация — «Физика и информатика». Так получилось, что учился я не только на педагога, но и на исследователя. Вам нравилось программирование? Программировать на разных языках я научился сам в 80-е годы, по книжкам — писал программы на бумаге. Компьютер Spectrum, первый в поселке, появился у меня — брат подарил. А потом в школу привезли компьютерный класс. Но оказалось, что в районе, кроме меня, никто не умеет программировать и вообще видят компьютеры впервые. Директор посовещался с учителем физики, и мне вручили ключи от компьютерного класса — занимайся. И два года, в 10—11 классах, я заведовал кабинетом информатики. Мне даже разрешили организовать кооператив: компьютерные игры и дополнительное образование по информатике. В РОНО мне выдавали билетики, я должен был их продавать и отчитываться. А программы к компьютерным играм писал сам. Так что выбор «физика-информатика» был логичным. Понравилось в пединституте? Да, это было очень интересное время. На физическом факультете тогда работала удивительно талантливый преподаватель — Людмила Ивановна Василевская. Она, в частности, курировала студенческие олимпиады по физике, благодаря которым удалось побывать в разных городах. Мы ездили в Горький, в Москву, в Красноярск, Адыгею. Несколько раз я побеждал, получал награды, а главное, все больше начинал интересоваться физикой. В Центре для одаренных детей мы открыли физическое направление, и я стал заниматься со школьниками-физиками. В результате мне предложили остаться на кафедре в институте. Но с условием — я должен защитить физико-математическую диссертацию. Я решил поступить в аспирантуру в Москве. А тут и случай подвернулся: двое моих школьников прошли отбор на международную олимпиаду по физике. Кстати, на этой олимпиаде один из моих учеников — Дмитрий Васильев — в тот год получил золотую медаль. Я привез детей на сборы в Москву, в МФТИ. А сам осматривался. Походил по Физтеху, зашел в МГУ, в МИСИС, в Бауманку. А потом поехал в Пединститут. Дело было летом 1995 года. Везде все было закрыто — и ни души. А тут, в Педе, светят лазеры, кипит жидкий гелий, азот, молодежь снует туда-сюда, в общем — жизнь бурлит. К тому же завкафедрой Олег Николаевич Коротаев и замдекана Галина Николаевна Нерсесова отнеслись ко мне удивительно по-человечески, все объяснили, показали. Я был очень впечатлен и попросился в аспирантуру на эту кафедру. Давай, поступай, говорят, сдавай экзамены, готовь реферат по планируемой теме работы. Я полтора года читал книжки, научные статьи Персонова, в которых на тот момент мало что понимал. Ну а в 1996

На Дне науки 2018 г. в наукограде Троицке. Слева — член-корреспондент РАН Е.А. Виноградов, директор ИСАН в 1989—2015 гг., справа — кандидат физико-математических наук К.Р. Каримуллин, первый аспирант, защитивший диссертацию под руководством А.В. Наумова На церемонии вручения регалий почетных профессоров Московского педагогического государственного университета пионерам спектроскопии одиночных молекул М. Орриту и У.Э. Мёрнеру. На фото (слева направо): А.В. Наумов, профессор Лейденского университета М. Оррит, ректор МПГУ А.В. Лубков, нобелевский лауреат, профессор Стэнфордского университета У.Э. Мёрнер, доктор педагогических наук Д.А. Исаев. Москва, 2018

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

было хорошее конкурентное преимущество — компьютер. Мы жили на «Юго-Западной» в общежитии. Я вывешивал объявления, и мне приносили диссертации для набора. Набрал, наверное, под тысячу диссертаций, от теологии до квантовой теории поля. Польза была большая — много узнал интересного и научился пользоваться клавиатурой вслепую. А еще ходили в Олимпийскую деревню разгружать фуры. В эти годы многие уезжали работать за границу. Вам удалось поработать в западных лабораториях?

На церемонии награждения победителей конкурса «Человек года наукограда Троицка». Троицк, 2017

году вместе со своей супругой Наталией мы поступили в аспирантуру МПГУ на кафедру, основанную Эдуардом Владимировичем Шпольским, выдающимся физиком, открывшим эффект возникновения квазилинейчатых спектров люминесценции и поглощения в специально подобранных матрицах при низкой температуре (эффект Шпольского). Шпольский 45 лет был главным редактором журнала «Успехи физических наук» и 43 года заведовал кафедрой теоретической физики в Педагогическом институте имени В.И. Ленина в Москве. В 1998 году основные работы по теме диссертации я стал выполнять в Институте спектроскопии РАН, в отделе Романа Ивановича Персонова, ученика Эдуарда Владимировича Шпольского. Роман Иванович, которого я считаю своим учителем, сыгравшим принципиальную роль в моей научной жизни, был известным во всем мире выдающимся физиком-спектроскопистом. Он предложил присоединиться к работе его лаборатории в Троицком ИСАНе, где я и стал работать с конца 1996 года с непосредственным «шефом» Юрием Григорьевичем Вайнером и с еще одним аспирантом Михаилом Кольченко. Почти с самого начала своего научного пути жизнь меня свела с выдающимся физиком-теоретиком Игорем Сергеевичем Осадько, с которым мы проработали вместе вплоть до его безвременного ухода в 2020 году. 90-е годы — тяжелое время и для науки, и для жизни. Вы не москвич, вам нужно было снимать жилье, у вас, видимо, семья уже образовалась, откуда деньги брали? Подрабатывал, конечно. Начал зарабатывать еще в студенчестве — в Центре работы с одаренными школьниками и репетиторством. А на третьем курсе нам разрешили в общаге открыть фирму по остеклению балконов и лоджий. Мы с товарищем сами делали окна и стеклили ими квартиры в Кирове. Когда приехали в аспирантуру в Москву, вместе с супругой занимались набором текстов. У нас

В 1998 году к нам приехали немецкие коллеги из Байройта. Это небольшой город в Баварии, где проходит ежегодный вагнеровский оперный фестиваль. В Университете Байройта была очень хорошая криогенная школа. Одну из лабораторий возглавлял Дитрих Хаарар, друг и коллега Романа Ивановича Персонова. В то время многие сотрудники отдела Персонова ездили туда в командировки для проведения совместных работ. Это было поразительное совпадение. Дело в том, что в детстве мы выписывали журнал «Наука и жизнь». Совершенно непонятно почему, но я запомнил малюсенькую заметку 1987 года про то, что советские физики вместе с западногерманским ученым Дитрихом Хаараром смогли разработать лазерную технику, которая позволит увеличить плотность оптической записи в миллион раз. Через 11 лет я попадаю к Персонову, и тут приезжают немцы от Хаарара! Был август 1998-го, в стране дефолт, пока гуляли с гостями по Арбату, курс немецкой марки вырос в четыре раза. Потом поехали к нам в общагу. На 15-й этаж пришлось идти пешком, потому что лифт не работал. А угощали мы гостей «чем Бог послал». Немцы совершенно обалдели. Сотрудник Хаарара говорит мне: «У меня до конца года есть деньги, приезжай поработать к нам в лабораторию». — «Я за границей не бывал, английского не знаю, загранпаспорта нет». — «Вот на сколько успеешь приехать — все твое». Я успел, уехал туда в свой день рождения, 13 ноября. Отработал до конца года, полтора месяца, вместе с Романом Ивановичем Персоновым и своим непосредственным шефом. Даже за столь малое время нам удалось получить интересные результаты, опубликовать статью. Так что числился я аспирантом в МПГУ, работал и делал диссертацию — в ИСАНе и в Университете Байройта. Наше сотрудничество продолжилось и после прихода на кафедру нового руководителя — профессора Келера, выдающегося специалиста в области спектроскопии одиночных молекул. До сих пор мы сотрудничаем и с ним, и с еще одним пионером в области спектроскопии одиночных молекул — Лотаром Кадором. Не было желания уйти из науки? Многие тогда бросили ее, ушли в бизнес, надо же было семьи содержать, детей поднимать. Честно говоря, не помню, чтобы хоть раз об этом всерьез задумывался. Научная работа была очень интересной. Меня родители учили, что тяготы жизни — это нормальное и естественное положение дел. Было очень много

работы по домашнему хозяйству. Да и в школе постоянно приучали к труду. Мы с ребятами регулярно ездили на заготовку дров, на лесопосадки. Был у нас и пришкольный участок, где дети обязательно отрабатывали на посадках, прополке, уборке урожая. Мальчики учились работать на тракторе, девчонки шили на машинках. Тогда это называлось общественно-полезный производительный труд. Мне кажется, это то, чего сегодня детям катастрофически не хватает — и в школе, и дома. Слишком «однобоко» общество понимает права ребенка, а также перспективы развития робототехники. Теперь неудивительно, что докторскую вы защитили в 35 лет — это рано для экспериментальной науки, да еще с учетом разрухи 90-х — и сразу же стали заместителем директора Института спектроскопии. Сегодня вы занимаетесь спектроскопией одиночных молекул. Молекулы — это главный объект исследования науки химии. Так вы физик или химик? Вообще, на Западе спектроскопия как наука относится к химии. И когда мы встречаемся с коллегами на международных мероприятиях, то большая часть из них представляет химические кафедры и лаборатории. Одному из моих коллег, почетному профессору МПГУ, профессору Стэнфордского университета Уильяму Мёрнеру, когда он в 2018 году приезжал к нам читать открытую лекции, журналисты тоже задали подобный вопрос: «Вы физик, работали в IBM Research Laboratory, Нобелевскую премию получили по химии в 2014 году, а лекция на 99% была про биологию и медицину. Неужели границы между науками окончательно стерты?» Он сказал, что физика в первую очередь дает приборы и методики для исследования во всех естественных науках. И это одна из важнейших ее задач. Зайдите в любую химическую лабораторию, и вы найдете там масс-спектрометр, ЯМР-спектрометр, хроматограф, спектрофотометр, флуориметр… Все это пришло из физических лабораторий. Я бы к этому добавил, что физика — это наука, которая ищет фундаментальные закономерности в природе и описывает их языком математики. Математический язык накладывается на процессы, явления, на молекулы, на их структуру, на то, как они взаимодействуют между собой, со светом. Это, на мой взгляд, отделяет физику от химии и биологии. Математика, конечно, царица наук, но служанка физики. Хотя сегодня в химии и биологии математики тоже много. В общем, я — физик, хотя конкретные исследования моей лаборатории и моих сотрудников лежат в области химии и физической химии. Мы создаем методики исследования, которые используют в химии и биологии. Но для души — что-то описать математическим языком, решить какое-то уравнение, найти какую-то закономерность… Что касается замдиректорства, опыт административной и организационной работы я приобретал под руководством выдающегося спектроскописта, члена-корреспондента РАН Евгения Андреевича Виноградова — моего старшего коллеги и наставника, возглавлявшего ИСАН с 1989 по 2015 год».

Химия — исключительно творческая наука. Мне кажется, физика более строгая, на все пуговицы застегнутая, она держит себя в рамках законов и носом кверху. А химики так и норовят законы обойти: слил, смешал, подогрел, ужаснулся, восхитился… И это счастье. Химики — творцы, создающие своими руками объекты исследования. Научный поиск — это всегда творчество. Недаром зарубежные академии сегодня называют Science and Art. Творчества в работе физиков очень много. Однажды мы приехали в Германию, в лабораторию к профессору Келеру — начинали совместный проект по исследованию димеров. Профессор рассказывает, показывает установки. А потом и говорит: «И последнее, что я хочу вам сказать, — no glue, no scotch!» (никакого клея и скотча!). Мы удивились, а он — да знаю я вас, русских, всю установку обмажете пластилином, обклеите скотчем, потом не отмоешь. Действительно, немцы все закажут в мастерских — на винтиках, на кронштейнах, чтобы аккуратно. А как мы зачастую работали в старые времена? Брали оптические элементы, крепили в определенном положении пластилином или изолентой, смотрели, получилось или нет. Если нет — крепили иначе. Чем не творчество? И вдруг, два года спустя, Гейму с Новоселовым дают Нобелевскую премию за открытие графена. А мы опять приезжаем в Германию, и я говорю: «Ну вот, Юрген, разрешил бы пользоваться скотчем, глядишь, чего-нибудь наотщепляли бы и Нобеля получили». Наука всегда привлекала творческих людей, потому что была пространством свободы. Раньше свободы было больше. Сейчас на науку наложено множество ограничений: заявки, отчеты, еще раз отчеты, статьи, планирование фундаментальных научных результатов на годы вперед, какие-то новые сомнительные правила, по которым должно жить научное сообщество… Да идите к черту! Научное сообщество должно жить вне правил, кроме ограничений, накладываемых научной методологией и правилами научной дискуссии. Согласны? Да. Кто-то из нобелевских лауреатов, к сожалению, не помню — кто, очень понятно разъяснил, как уничтожить науку в отдельно взятой стране. Вы должны придумать чрезвычайно разветвленную грантовую систему с многочисленными направлениями, поднаправлениями, кодами классификации, всех ученых заставить писать заявки. Причем грантовых программ должно быть много, а гранты должны быть небольшими и краткосрочными. Потом затребовать витиеватые отчеты и не забывать каждый раз менять правила написания заявок и отчетов, чтобы люди не могли привыкнуть, каждый новый конкурс должен отличаться от предыдущего. И поверх этого всех запугать строгими проверками и наказаниями за неправильное исполнение. Через 15 лет вы гарантированно обнаружите, что в стране исчезла наука. Впрочем, в этой части у нас в стране появляется определенный оптимизм. Весьма разумно построена грантовая система Российского научного фонда, наби«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Экскурсия ведущих ученых в области спектроскопии одиночных молекул и селективной лазерной спектроскопии сложных сред в лаборатории электронных спектров молекул ИСАН во время международной конференции HBSM—2018 в Москве. Слева направо: Т. Баше (Майнц, Германия), У.Э. Мёрнер (Стэнфорд, США), М. Оррит (Лейден, Нидерланды), Ю.Келер (Байройт, Германия), А.В. Наумов, Р. Янковиак (Канзас, США)

рает обороты система экспертизы Российской академии наук, обновляется приборная база организаций. У меня, например, в лабораториях ИСАНа и МПГУ сейчас имеются фантастические возможности для проведения экспериментов по спектроскопии одиночных молекул и оптической наноскопии на самом высоком конкурентном уровне. Как увидеть одиночную молекулу? Когда говорят «увидеть молекулу», человек обычно представляет себе шаростержневую модель, какие нам показывали в школе и рисовали в учебниках. Но увидеть молекулу сложно — она слишком мала. Однако если она будет светиться, люминесцировать, то эту светящуюся точку можно будет разглядеть даже в обычный микроскоп. Здесь, наверное, можно провести аналогию со звездами во Вселенной. Если бы они не светились, мы бы никогда не увидели их на таких огромных расстояниях. А светиться может любая молекула?

В принципе — любая. Молекула может перейти в возбужденное состояние, а потом вернуться в основное, испустив при этом фотон. Другое дело, что разные молекулы будут излучать по-разному — с разными скоростями, с разными эффективностями, на разных длинах волн, все зависит от структуры и локального окружения конкретной молекулы. Обычно, когда мы говорим, что видим молекулу, мы говорим о люминесценции в видимом диапазоне длин волн от 400 до 800 нанометров (как в радуге). Диапазон очень узкий с точки зрения физики, но чрезвычайно важный для человека. Кто сформировал это направление в науке? Каноническое определение люминесценции дал в 1948 году известный миру советский физик, лауреат четырех Сталинских премий Сергей Иванович Вавилов: «Будем называть люминесценцией избыток над температурным излучением тела в том случае, если это избыточное излучение обладает конечной длительностью примерно 10 −10 секунд и больше». Это определение позволяет отличить люминесценцию от теплового излучения, что особенно важно при высоких температурах. Но еще интереснее то, что люминесценция может происходить и при очень низких температурах, поскольку она не использует тепловую энергию и свечение у нее «холодное». Одна из самых сильных в мире люминесцентных школ — это советско-российская, которая ведет свое начало от Петра Николаевича Лебедева (1866—1912), изучавшего свойства света. Он доказал, что свет ока-

зывает давление на вещество, что свет, как и вещество, обладает не только энергией, но и импульсом. Он подчиняется аналогичным законам сохранения, как и вещество, и постоянно взаимодействует с веществом. Затем школа начинает развиваться благодаря усилиям ученика Лебедева — Петра Петровича Лазарева, который начал работать с Лебедевым в 1905 году, после смерти Лебедева стал руководителем его лаборатории, а в 1916 году — директором первого Научно-исследовательского института физики в Москве, из которого вышли известные ученые С.И. Вавилов, А.Л. Минц, П.А. Ребиндер, В.В. Шулейкин, Э.В. Шпольский. Вавилов развивал это направление — взаимодействие света с веществом и природа люминесценции — в ФИАНе, а Э.В. Шпольский — в Педагогическом институте им. В.И. Ленина в Москве (сейчас МПГУ), в который перешел из МГУ. Он дружил с Петром Леонидовичем Капицей, поэтому привнес криогенную тематику в свои исследования. Это была изюминка Шпольского, здесь он и совершил свои основные открытия — эффект Шпольского и матрицы Шпольского. Он продемонстрировал, что люминесцентная спектроскопия становится гораздо более информативным инструментом,

если ее использовать при криогенных температурах, особенно в случае сложных органических веществ. Мне кажется, что в начале ХХ века люминесценция была очень модной, если можно так сказать, штукой. Тогда наш О.В. Лосев в Нижнем Новгороде впервые исследовал свечение кристаллов карбида кремния, полупроводника, при прохождении электрического тока. Тогда был проявлен удивительный интерес к свету как таковому, потому что пришло понимание, что свет — еще одна форма существования материи. И ведь с самого начала было понятно, что если мы видим свечение молекул, анализируем его, раскладываем в спектр, то мы можем решить обратную задачу — сказать, глядя на спектр, как устроено это вещество, какова химическая природа этой молекулы. Бери щепотку соли, бросай в костер и увидишь

Директор Троицкого инновационного кластера В.В. Сиднев и А.В. Наумов на открытии технопарка в Троицке. 2015

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Новогодний выход на Троицкую лыжную базу сотрудников научной группы А.В. Наумова. В первом ряду, слева направо: И.Ю. Еремчев, А.Л. Щукина, И.С. Осадько, А.В. Наумов, М.Ю. Еремчев; во втором ряду: К.А. Магарян, А.В. Голованова, А.И. Аржанов, К.Р. Каримуллин, Н.В. Лозинг, С.И. Кулик. Троицк, 2017

яркие оранжевые вспышки — это всем известный оранжевый дублет натрия. Никаких квантовых технологий и сложной химии, ты просто видишь. Когда мы говорим, что видим молекулу, мы подразумеваем, что видим люминесцентное свечение однойединственной молекулы. Конечно, увидеть одиночную молекулу очень сложно. Число Авогадро нам известно со школы. Помните школьный пример? Берем кусочек сахара, растворяем в Женевском озере, зачерпываем воду чашкой, и в ней будет миллион молекул сахара. Это если идеально перемешать. Конечно, но это умозрительное упражнение. А вот практический вопрос — как теперь из этого миллиона выделить одну молекулу сахара? Вавилов, Шпольский, да и многие другие исследователи в разных лабораториях мира пытались это сделать. Оказалось, что при температурах жидкого гелия можно увидеть линейчатые спектры молекул, похожие на штрихкоды с квазилиниями. Собственно, это Шпольский с коллегами и сделали. Более того, он выявил,

что существуют специальные материалы — матрицы, прозрачные замороженные кристаллы. В них надо помещать молекулы, которые мы хотим увидеть, в малой концентрации. А затем мы берем лазер и освещаем эту матрицу очень узкой, в спектральном смысле, линией, красной например. И оказывается, что во всем этом прозрачном материале мы можем возбудить селективно не все число Авогадро, а только маленькую порцию. А при низких температурах это и вовсе будет счетное число молекул. И вот эту историю сделал Роман Иванович Персонов, ученик Шпольского. Он защитил диссертацию в Пединституте, в 1968—1969 году перешел в Институт спектроскопии АН СССР, лабораторию электронных спектров молекул. И уже в 1972 году они совершили открытие — показали, что с помощью узкополосного лазерного источника можно селективно возбуждать малые ансамбли молекул, а можно, наоборот, «фотовыжигать» их, из-за чего в спектре поглощения появляется дырка — спектральный провал. Эти открытия были отмечены Государственной премией СССР. Однако Нобелевскую не получил? Кто-то из великих сказал: «Чтобы получить Нобелевскую премию, нужно жить долго». К сожалению, Роман Иванович рано ушел — в 2002 году, спустя несколько дней после 70-летнего юбилея. А ведь в 70-е после опубликования его результатов началась большая международная гонка. Ее подстегивало желание создать оптическую память со сверхплотной записью. Считали, что можно в каждой

точке оптического компакт-диска реализовать еще одну «спектральную» координату, выжечь линейку провалов, череда которых будет соответствовать битам информации. Теоретически это позволило бы увеличить плотность записи в миллионы раз. В погоню за этой технологией бросились многие физические лаборатории, особенно близкие к технологическим гигантам. Будущий Нобелевский лауреат Уильям Мёрнер тоже пытался создать эту память, работая в IBM Research Laboratory. Но вместо разработки нового типа оптических дисков со сверхплотной записью ему удалось увидеть спектры одной единственной молекулы. Постепенно понижая концентрацию пентацена в замороженной матрице — кристалле пара-терфенила, Мёрнер со своим постдоком Лотаром Кадором зарегистрировали едва различимый спектр поглощения, и у них хватило смелости заявить, что поглощает одна молекула. Это был конец 1989 года. А уже через несколько месяцев (в 1990-м) о регистрации люминесцентного свечения одной молекулы пентацена заявил Мишель Оррит в Университете Бордо. Кстати, в то время в Бордо на стажировке был Роман Иванович Персонов, и он, конечно, сыграл очень важную роль в этих работах. Кандидатом в лидеры была еще и третья лаборатория, в Цюрихе, которую возглавлял Урс Вилд. При значительном финансировании эта лаборатория стала только третьей в гонке за одиночными молекулами. Любопытно, что на во-

прос об отставании, профессор отвечал, что в те времена у него были значительные проблемы с поиском молодых сотрудников. Так что это еще одно подтверждение, что передовая наука делается руками молодых ученых. Как доказали, что светится именно одна молекула? В первых же экспериментах с фотолюминесценцией исследователи обнаружили квантовое поведение системы: то светит, то не светит, то на одной длине волны, то на другой. Такое поведение возможно только для одиночной молекулы, но не для ансамбля, где регистрируется интегральное свечение без скачкообразных изменений. А каким было ваше место в этой гонке? К сожалению — весьма удаленное от основных событий, потому что в 90-е годы такое дорогое оборудование мы не могли себе позволить. Свои первые эксперименты мы провели в Германии в 1999 году. Как я уже говорил, в то время многие сотрудники нашей лаборатории часто посещали Байройтский университет. Но мы знаем, и это

Профессора РАН на приеме в резиденции губернатора во время Менделеевского съезда. Слева направо: А.В. Наумов, А.Л. Максимов, Ю.Г. Горбунова, С.Н. Калмыков, А.А. Лутовинов и С.В. Люлин. Санкт-Петербург, 2019

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

перовскитов. Сейчас подобные разработки во всем мире переходят из области фундаментальных исследований в практику. Медицина и биофизика, квантовые технологии и материаловедение требуют разработки методов дальнеполевой нанодигностики различных материалов. С другой стороны, часто нужно иметь точечный источник на основе одного квантового излучателя (молекулы, квантовой точки, центра окраски в кристалле), например, для создания источника одиночных фотонов, неклассического света. Сколько специалистов в этой области собирает ваша специализированная международная конференция?

На церемонии вручения медали и премии Academia Europaea с профессором С.П Капицей. Москва, 2004

признано мировой наукой, что корни этих открытий лежат в наших отечественных люминесцентных школах Вавилова, Шпольского, Персонова. Последние годы в России появляются лаборатории, но не так быстро, как могло бы быть. Еще в середине 2000-х мы были едва ли не единственной группой в России, кто занимался селективной лазерной спектроскопией и наблюдал люминесценцию одиночных молекул. Сейчас таких лабораторий в России — десяток, в мире — сотни. Но вы же все-таки сказали свое слово в этой науке? Какое достижение вы считаете основным? Я полагаю, что одно из наших основных достижений — это многопараметрическая флуоресцентная наноскопия с детектированием одиночных молекул. Мы научились не просто «пересчитывать» все примесные молекулы в тонкой пленке, но и восстанавливать их координаты (все три!) с нанометровой точностью, измерять спектры люминесценции и их зависимости от различных параметров (температура, внешние поля, интенсивность лазера). Чтобы реализовать технику наноскопии, нужно, чтобы в поле зрения микроскопа оказалось значительное количество примесных молекул маркеров — сотни тысяч, миллионы, но, при этом, визуализировать их необходимо раздельно. Мы придумали такую криогенную технику, в которой поочередно селективно возбуждаем отдельные молекулы, перестраивая длину волны возбуждающего узкополосного лазера. В каком-то смысле мы похожи на астрофизиков, которые «пересчитывают все звезды на небе» и изучают их свечение. Мы, в свою очередь, «пересчитываем» все излучающие молекулы в поле зрения микроскопа. В последние годы мы начали работать и с другими люминофорами — полупроводниковыми квантовыми точками, центрами окраски в алмазе, микро- и нанокристаллами

Наша традиционная конференция называется Hole Burning Single Molecule and Related Spectroscopies. Впервые она прошла в Таллине в 1989 году. Это весьма «камерная» конференция, но приезжают туда практически все ключевые исследователи направления оптики одиночных квантовых излучателей. Конференция собирает примерно 150-20 0 человек. В 2018 году конференция впервые прошла в России, потому что мы наконец-то выиграли конкурс, на который подавали три или четыре раза. К нам приехало примерно 150 человек, включая пионеров направления профессоров Мёрнера и Оррита. Кстати, при поддержке МПГУ и Университета Тарту была учреждена международная награда — медаль Шпольского — Ребане — Персонова за выдающиеся результаты в селективной лазерной спектроскопии. Ее первым обладателем стал профессор Федор Борисович Железко, директор Института квантовой оптики в Ульме. Мы рассчитываем, что эта медаль будет вручаться каждые три года на конференции HBSM Конечно, есть и другие конференции. На самом деле, наше направление так или иначе представлено на всех смежных конференция, скажем — по квантовым технологиям и квантовой оптике, квантовой сенсорике, медицинской диагностике, всего не перечесть. Наши методы используют в самых разных областях науки. Прошло 30 лет. Как изменился метод? Метод изменился кардинально и во многих приложениях сегодня стал рутинным. Один из ключевых моментов был связан с развитием инструментария, когда появились высокочувствительные детекторы, которые позволяют с эффективностью почти 100% регистрировать одиночные фотоны. Причем это были не только точечные детекторы, так называемые лавинные фотодиоды, но и ПЗС-камеры, наподобие тех, что сейчас имеются почти в каждом смартфоне. Только они позволяют каждым пикселем зарегистрировать один-единственный фотон. Плюс развивалась оптика, появились хорошие объективы, хорошие светофильтры. Химики тоже не дремлют — синтезируют новые молекулы, например, с экстремально высоким квантовым выходом люминесценции. Мы начали совместный проект с группой член-корреспондента РАН Юлией Горбуновой, где умеют синтезировать макромолекулы — молекулярные наномашины с удивительными свойствами. Мы надеемся, что регистрация их свечения на одиночном уровне даст фундаментальные знания об их структуре и откроет направления их использования.

И вот когда стало ясно, что с помощью обычного микроскопа с двумя объективами, пзс-матрицы, фильтров и лазерного возбуждения можно увидеть свечение одиночных молекул не только в пленке, но и в жидкости, и не только при низких температурах, но и при комнатных, к нам пришло несметное количество исследователей из life science. С нулевых годов метод прочно вошел в биологию и в медицину. Химики и биохимики научились линковать к нужным местам биологических объектов молекулы, способные люминесцировать, например — порфирины и цианины. Так, например, можно визуализировать вирус и посмотреть, как он проникает в клетку. Или наблюдать, как молекулы лекарства с люминесцентными маркерами попадают в органы и ткани. Мы можем взять нейрон, облепить его маркерами, визуализировать и посмотреть, что происходит в синапсах. И увидеть — вот это синапс человека, у которого начинается альцгеймер, а это синапс здорового человека. Или заняться оптической расшифровкой ДНК. Сейчас речь идет даже о том, чтобы секвенаторы ДНК встраивать в смартфоны. Десять лет назад это казалось фантастикой, а сейчас это почти осуществимо. Светочувствительные матрицы уже на потоке, плоская адаптивная оптика есть, лазеры — не проблема. У меня в часах есть лазер, видите? Мерцает. Пока что он измеряет только пульс. Кто бы мог подумать десять лет назад, что монохроматический лазер 532 нм будет встроен в часы! А сейчас «Самсунг» объявляет, что в умные часы следующего поколения будет встроен спектрометр комбинационного рассеяния. Лазер будет постоянно зондировать кожу, отслеживать изменения, например, в потовых выделениях. Если будут обнаружены те или иные «подозрительные» маркеры, часы будут сигнализировать владельцу о необходимости обратиться к врачу. Сегодня метод стал настолько доступным, что его включают в университетские практикумы по спектроскопии на физических, химических, биологических факультетах университетов. Итак, люминесценцию одиночной молекулы мы увидели. А можем ли мы увидеть свечение отдельного атома? Да, уже умеют, благодаря лазерному охлаждению и пленению атомов в ловушках. Это было отмечено Нобелевской премией, но, к сожалению, пионер этого направления, наш выдающийся соотечественник Владилен Степанович Летохов премию не получил. Так вот, если взять атом, сильно охладить его в ловушке, то поскольку никакого теплового излучения нет, сам он не может перейти в возбужденное состояние. Тогда мы освещаем его лазером, переводим тем самым в возбужденное состояние и смотрим за его свечением. Сейчас эта техника уже перешла в область практики. Сегодня свечение сильно охлажденных атомов в ловушке используют для создания стандартов частоты и времени. Они нужны, чтобы лучше стабилизировать и синхронизовать часы, которые установлены на орбитальных и наземных станциях. Тогда мы сможем с большей точностью восстанавливать координаты в системах навигации

GPS и ГЛОНАСС. Этим сейчас занимается ФИАН и его директор Николай Николаевич Калачевский, академик Сергей Николаевич Багаев в Институте лазерной физики, коллеги в Институте спектроскопии. Фундаментальные исследования, прикладные исследования и образование — вот три кита, на которых держится науки. Убери одно, и система рухнет. Что из перечисленного вам наиболее интересно? У меня, к сожалению, нет большого опыта в R&D, хотя нас и призывают об этом думать — о пользе наших фундаментальных исследований для народного хозяйства. Но здесь, как мне кажется, есть системная ошибка. Предположим, у ученого появилась идея, которую можно внедрить в практику. Ее либо передают (продают) индустриальной компании, либо сами исследователи должны организовать стартап — уйти в технологическое предпринимательство. Но тогда должна быть гарантия возврата в фундаментальную науку. Насколько я знаю, в некоторых странах такая гарантия предусмотрена. Либо надо начинать заниматься инновациями, когда приближаешься к пенсии. Многие мои коллеги, западные профессора, как правило, начинают заниматься высокотехнологичным бизнесом, уже когда выходят на пенсию. Тот же самый Дитрих Хаарер из Байройта перед пенсией стал вице-президентом компании Bayer AG, а уже будучи на пенсии придумал технологию маркирования продуктов с применением люминесценции. Эта маркировка должна была защитить потребителей от бесконтрольной перезаморозки продуктов питания. Такая перезаморозка может быть опасной для человека. После одного из инцидентов в магазинах Германии появился запрос на разработку некоего маркера, подтверждающего, что продукт ни разу не перезамораживали. Хаарер с коллегами нашли такое вещество, молекулы которого при однократном перемораживании переходят на более высокий энергетический уровень и начинают люминесцировать в другом спектральном диапазоне. Этот маркер, названный fresh matter, нужно размещать на упаковке рядом со штрихкодом. Когда кассир считывает лазером штрихкод, лазер захватывает и этот маркер, и вещество начинает светиться тем или иным цветом. В зависимости от цвета становится ясно, перемораживали продукт или нет. Красивое решение, но внедрить его было крайне сложно. Первым делом к разработчикам пришли ребята и предложили выкупить технологию за круглую сумму, чтобы она никогда не появилась в магазинах. Так что трудности внедрения часто связаны не с технологическими проблемами, как мы видим, а с сугубо коммерческими, иногда переходящими в криминальные. Сейчас, спустя десять лет, к разработчикам обратилась компания McDonald’s, которой потребовались такие маркеры для маркировки полуфабрикатов. И она вроде бы прорвалась через этот барьер. Когда нобелевского лауреата, академика Жореса Ивановича Алферова спрашивали, чем фундаментальная наука отличается от прикладной, он отвечал, что любая наука прикладная. Просто мы не знаем, когда мы полу«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

В лаборатории электронных спектров молекул с председателем молодежной секции Young Minds Европейского физического общества аспирантом А.И. Аржановым. Москва, Троицк, 2020

чим практический выход — через два месяца или через 200 лет. А я бы эту фразу продолжил — …и мы никогда не знаем, где именно она будет приложена, где выстрелит. Люди хотели сделать оптическую память в миллион раз больше, а пришли к визуализации вирусов, синапсов и отдельных клеток. Конечно, хочется осязаемой пользы для общества от нашей работы. Хотя ученики и образование — это тоже ощутимая польза. Особенно, когда мои ученики говорят, что благодаря мне им удалось добыть новое знание. А фундаментальная наука завораживает и привлекает больше всего, потому что там ты работаешь не ради результата, а ради интереса и процесса. Какими свойствами должен обладать выпускник университета, чтобы стать успешным в науке? Ключевые слова — «мотивация, целеустремленность, кругозор». Первое, что я спрашиваю студентов, когда они приходят к нам на физику — что читали и что читаете? И

это катастрофа — не читают ни художественную, ни специальную литературу. Откуда возьмется кругозор? Интерес к жизни? Мотивация? Целеустремленность? До смешного доходит — человек может поехать, например, во Францию и ничего не знать об этой стране, ее людях, ее традициях, потому что не читали классиков французской литературы, которая дает представление обо всем этом. Ученому нужно воображение. Он должен уметь представлять, впечатляться, удивляться. Он должен уметь задаваться вопросами, потому что с них начинается наука. А для этого надо много читать. Сколько у вас студентов и аспирантов и сколько статей вы публикуете в год? В Институт спектроскопии ко мне в лабораторию традиционно приходят студенты и аспиранты из Физтеха, МГУ, Бауманки, в последние годы — ВШЭ, в лаборатории на кафедре МПГУ — свои студенты, там работает уникальная программа бакалавриата «Фундаментальная физика на английском языке». В среднем в нашей группе работает человек десять студентов и аспирантов. Если говорить об учениках, то тут я вспомню высказывание академика Гинзбурга, который говорил, что мало назвать кого-то учеником, нужно, чтобы он когда-нибудь назвал тебя учителем. В нашем коллективе сейчас работают талантливые

молодые ученые — кандидаты наук Иван Еремчев, Камиль Каримуллин, Максим Гладуш, Константин Магарян. Камиль Каримуллин, например, приехал в наш коллектив из научной группы профессора Виталия Владимировича Самарцева из Казанского Физтеха. Такие межуниверситетские межрегиональные связи усиливают команду. В год мы публикуем десяток статей, но таких, которые цепляют, — две-три. Хотя, в науке, так же, как в музыке, предсказать появление хита практически невозможно. Моя самая любимая статья, теоретическая, которую я долго вынашивал, имеет всего одно цитирование и интересуются ею крайне редко. Но цитирование — вопрос больше политический. А как узнают, если публикуются миллионы статей, среди которых очень много мусора? Искать действительно очень сложно. Вот эти миллионы статей, которые вы назвали мусором, поиск и затрудняют. Много мусора или нет? Не могу сказать. В США какое-то время назад было выполнено исследование. В ведущих университетах попросили воспроизвести результаты свежих статей из элитных журналов, включая группу Nature. И выяснилось, что 60% результатов не воспроизводится, в том числе и в Nature и в том числе по медицине. Ужасная история. Вообще-то это уже и не наука вовсе, потому что воспроизводимость опубликованных результатов — обязательное условие научного поиска. Нет воспроизводимости — нет науки. Когда в науку проникает бизнес, она умирает. Так говорит нобелевский лауреат Джеймс Уотсон. Тут можно пытаться разобраться, в чем дело — в плохих, недобросовестных ученых, непреднамеренных ошибках или в прямом жульничестве. Но кто будет это выяснять? В науке нет следственного комитета. Ведь один из ее базовых принципов — честность. Поэтому сегодня начинается эпоха репутаций. Есть группы, с которыми ты знаком лично, за которыми следишь, с которыми постоянно обмениваешься информацией и, как правило, сотрудничаешь. Конечно, система publish or perish — публикуй или погибнешь — заставляет мельчить результат. Но это уже у всех в зубах навязло. Да уж, давайте лучше о чем-нибудь приятном. Ваше музыкальное образование и любовь к музыке помогают вам работать в науке? Как ни странно — помогают. Мне легче решать уравнения под музыку, будь то Моцарт, Вивальди, Шнитке, Вагнер, «Битлз» или «Квин». Помню, как мой научный учтель Роман Иванович Персонов пригласил меня к себе домой в выходной день обсудить мой первый научный доклад. Это был, кажется, 1998 год. Он проводит меня в большую комнату, сажает в кресло, открывает стенку, а там музыкальный центр, включает музыку и уходит. Кажется, это была Пятая симфония Малера. В полном недоумении я сидел минут пятнадцать и слушал, а он иногда заглядывал и смотрел на меня. Когда симфония закончилась, он

пришел и говорит — рассказывай, чего слышал. Я что-то из себя выдавил. Ну хорошо, говорит, теперь можно и наукой заняться. Так я прошел проверку. Он сам был профессиональным балалаечником, играл в Московском оркестре народных инструментов. Кстати, французский физик Альфред Кастлер, получивший Нобелевскую премию в 1966 году, играл на виолончели и не раз говорил, что любой настоящий физик должен профессионально играть хотя бы на одном музыкальном инструменте. Вы — член дирекции Совета по квантовой электронике и оптике Европейского физического общества (QEOD EPS). Расскажите немного об этой работе. Да, меня избрали в этот Совет в 2014 году, в этом году заканчивается второй срок моей работы в этой организации и можно подводить итоги. Вообще, Европейское физическое общество — мощная общественная организация, которая объединяет ведущих физиков со всей Европы, и не только Европы. Мой Совет, в частности, определят стратегию развития квантовой электроники и оптики, координирует научную работу и связь с правительственными структурами, университетами, научными институтами и национальными обществами. Мы организуем научные конференции, симпозиумы и научные школы под эгидой EPS, поддерживаем молодых ученых, издаем научную литературу, устраиваем самые разные международные конкурсы на соискание премий и медалей, в жюри которых я активно работал, проводим интересные мероприятия. Например, в 2015 году, который по решению ЮНЕСКО был Годом света и световых технологий, мы провели целую серию интереснейших мероприятий и учредили Международный День света — 16 мая. В нашей стране мы открыли две памятные доски Historical Site of the European Physical Society — в ИСАНе и Санкт-Петербургском Университете, учредили международную награду — медаль имени В.С. Летохова за выдающиеся работы в области лазерной спектроскопии. У нас в МПГУ появилась молодежная секция Европейского физического общества «Молодые умы» (Young Minds), которой руководит мой аспирант Артем Аржанов. Вы руководите еще и двумя российскими научными журналами. Что скажете об их судьбе? И нужны ли нам российские научные журналы, если ученых заставляют публиковаться в западных? В «Известиях РАН. Серия физическая» я заместитель главного редактора. Главный редактор — известный российский ученый, член-корреспондент РАН Дмитрий Рэмович Хохлов, сейчас активно занимается журналом. В 90-е все русскоязычные журналы сильно просели по совокупности причин. И мы сейчас тратим много времени, чтобы сохранить журнал, поднять его репутацию на новый уровень, потому что он, что называется, намоленный. В нем опубликовались все российские и советские нобелевские лауреаты, в общей сложности человек 50. Первым главным редактором был Сергей Иванович Вавилов. В журнале работали Тамм, Гинзбург, Капица, Гапонов-Грехов, опубликовались почти все академики «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Во время велопрогулки по родным местам. Вид на реку Вятку с Лебяжского городища, памятника археологии федерального значения. Поселок Лебяжье, 2015

РАН из Отделения физических наук. Журнал с богатейшей историей. Кстати, на Западе его очень любят и читают. Мы сейчас стараемся выводить его на новые позиции, активно пропагандировать как площадку для фундаментальных результатов в физике и смежных науках. Конечно, российские журналы нужны. Во-первых, они сохраняют культуру научного русского языка, что очень важно. Во-вторых, это площадка, которая позволяет избегать политических проблем при опубликовании результатов. Другое дело, что позиция правительства и министерства очень странная. Вы правы — они фактически принуждают отдавать научные результаты в зарубежные журналы. Вот в этой части стоило бы поработать. Необязательно на 100% отдавать предпочтение той или иной стороне. Если бы вас сейчас сделали министром, вы бы поменяли эту ситуацию? Я думаю, что как минимум начал бы переговоры с компаниями, которые занимаются индексированием и рейтингованием научных изданий, чтобы процесс регистрации журналов стал более прозрачным. Недавно я стал соре-

дактором в журнале «Фотоника», где основной главный редактор — Наталья Леонидовна Истомина. Отвечаю за фундаментальную часть, хотя журнал представляет и интересы индустриального сектора в части прикладных разработок в области фотоники. «Фотоника», как и «Известия» в настоящее время не индексируются в полной мере в зарубежных базах данных. Как человек, который проходил подачу таких заявок многократно, могу сказать, что процедура вхождения в эти базы не прозрачная. Решение, пускать журналы или не пускать, принимают частные компания Scopus и Web of Science. И вот интересно — почему наше министерство стимулирует западные базы данных, которые контролируются неизвестно кем, заставляя наших ученых отправлять туда свои научные результаты? Наверное, если бы я был министром, я бы в первую очередь посмотрел, почему те или иные журналы не вошли в эти базы данных, и обратил бы на это пристальное внимание. А второе — надо создавать свою, российскую полнофункциональную базу данных, которую контролировало бы наше государство. При этом, конечно, она должна включать и зарубежные издания. В принципе это то, что создается на площадке РИНЦ, — e-library. Дело потихоньку движется в этом направлении, но слишком медленно. Вы много времени и внимания уделаете школьным учителям физики. Какие качества сегодня необходимы учителю физики? Может, и физика должны быть другой?

Мне кажется, что учителю физики нужен широкий кругозор, чтобы рассказывать своим ученикам о современных технологиях. А во-вторых, в нем должна не угасать искра интереса к предмету. Тогда он неизбежно передастся школьникам. Приходит школьник и говорит — я буду врачом, поэтому мне физика не нужна. Хороший учитель сегодня скажет — как не нужна? Вся диагностика в медицине построена на физике: мрт, кт, узи, рентген, умные скальпели, роботохирургия, лазеры в офтальмологии и онкологии… Список можно долго продолжать. Школьники должны понимать, как работают современные устройства и техника всякого рода — ксерокс, самолет, айфон, автомобиль, компьютер, пылесос, микроволновка… Современный учитель должен быть актуальным, а его кругозор должен помогать ему отзываться на любой вопрос школьника. Почему я, как и мои учителя, считаю важным привлечь студента, будущего педагога, к научным исследованиям, что мы и делаем в МПГУ? Потому что мы показываем ему процесс научного поиска, они посещают научные конференции, общаются с учеными, проникаются самим духом современной физики. Они с удивлением видят, что нобелевского лауреата по физике Мёрнера интересует болезнь Альцгеймера, а неделю назад он выпустил статью, которая касается анализа РНК в коронавирусе с помощью наших методов. Широкое образование современным учителям просто необходимо. Учитель должен быть заслоном на пути мракобесия, чтобы, например, не было такого противостояния вакцинации, которое сейчас развернулось в нашей стране и которое демонстрирует фантастический уровень невежества части населения. Видимо, вы для того и создали четыре года назад летнюю школу для учителей, чтобы актуализировать школьный курс физики и расширить кругозор учителя? Троицк — уникальное место. Это наукоград, это девять институтов и по большому счету — вся физика, проникающая во все области естествознания: химию, биологию, медицину. Конечно, разрушительные 90-е годы прошлись по лабораториям и институтам катком. Но сегодня институты воспрянули, живут, есть очень сильные группы, опережающие мировую науку. Здесь довольно сильное местное самоуправление, поэтому интересная наукоградская жизнь, и довольно сильное школьное образование. Ведь идея летней школы повышения квалификации для учителей физики пришла не мне, а учителю физики и директору лицея Николаю Петровичу Кучеру. История такая. При ЦЕРНе есть школа по ядерной физике, куда учителя со всего мира могут приехать на однудве недели и прослушать лекции ведущих ученых. Много лет назад туда съездил и Николай Петрович, был впечатлен: «Приехать из Троицка в Швейцарию, чтобы послушать там лекцию троицкого ученого! Надо самим такую школу в Троицке организовывать». Эта идея долго варилась в наших головах, и вот четыре года назад мы пригласили учителей в первую летнюю школу. Спусковым крючком стало

появление сообщества профессоров РАН в 2015 году. В этом сообществе я нашел единомышленников, которые помогли запустить проект вместе с нашими ведущими учеными — представителями троицких институтов: ИФВД, ИЯИ, ИЗМИРАН, ФИАН, ИОФ РАН, ИСАН, ТРИНИТИ, ТИСНУМ, ФИЦ «Кристаллография и фотоника». Сначала — для академического класса в московской школе. А сейчас этот проект активно поддерживает РАН в интересах своих базовых школ, их в нашей стране больше сотни. Что же вы рассказываете и показываете учителям целую неделю? За неделю мы знакомим учителей со всеми девятью институтами, показываем, что и как работает и зачем оно нужно. Например, у нас в Троицке есть линейный ускоритель и синхротрон. И мы показываем, как эти ускорители помогают нам в обыденной жизни — в изготовлении трековых мембран для фильтров, очищающих воду, для изготовления полупроводниковых приборов, для медицинской диагностики. Мы показываем им токамак, сверхмощный лазер, которым на расстоянии километр можно распилить бетонный блок, самый мощный в Европе пресс, с помощью которого создают материалы для космоса. Они фактически знакомятся со всеми направлениями современной физики. Лекции им читают академики, членыкорреспонденты, профессора РАН, причем не только по физике, но и по химии, по медицинским направлениям, информатике. Помню, как на лекцию учителям приехал директор ФИАНа Николай Николаевич Колачевский. «Я только что с совещания в правительстве, — начал он свою лекцию. — Мы писали дорожную карту развития квантовых технологий на 25 лет. Писали ее, по сути, для ваших учеников, потому что через 25 лет именно они будут делать то, что мы сейчас напишем. Вы должны об этом знать и рассказывать школьникам». Почему бы такие школы не проводить в других городах? Больше 40—50 человек вы все равно не сможете принять. К нам приезжают учителя из разных городов, но им приходится искать на эту поездку деньги. Так что своя летняя школа в своем городе была бы кстати, вы правы. В этом году мы поделились опытом с Нижним Новгородом. Осенью в Троицке будет школа по физике и астрономии, а в Нижнем — по химии и биологии. Ее организует университет в Нижнем при участии Института прикладной физики, Института физики микроструктур, Медицинской академии. Сегодня, с позиций вашего опыта, что вы считаете самым главным в жизни? Самое важное в жизни — человеческие взаимоотношения с родными людьми, близкими, с друзьями, коллегами, учениками. Пока что физика и химия слабо умеет это описать. Научиться слышать любого человека, уметь донести свои мысли и идеи. Вот эта тонкая настройка на другого чрезвычайно важна, потому что за единственным исключением мир состоит из других. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Размышления

Иллюстрация Александра Кука

Л.А. Хатуль

От цифр —

к пониманию Цифры важны. В качестве аргумента обычно цитируют Менделеева: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять»; Макс Планк выразился еще категоричнее: «Существует лишь то, что можно измерить». Наверное, это все же перебор, но как аргумент — сойдет. Цитаты из великих приводят ведь не для того, чтобы что-то понять, а для того, чтобы переспорить оппонента. Попробуем посмотреть, какие ситуации возникают при попытке перехода от цифр к пониманию. 20

Существует три вида лжи — ложь, наглая ложь и статистика. Остроумная глупость, ошибочно приписываемая Марку Твену.

юбая область человеческой деятельности, по мере своего развития, в какой-то момент начинает поглядывать в зеркало — то есть интересоваться собой. Например – собирать статистику о себе: о своем состоянии, развитии, о контактах с окружающим обществом. Чтобы на основании этих данных выработать какое-то понимание тенденций и

какие-то рекомендации хотя бы для себя самой. Все это интересно и окружающему обществу. Но тут возникают проблемы, прежде всего — просто недостаток информации. Е. Ильф и И. Петров полагали, что «статистика знает все». Утверждение широко известное, но неточное; например, статистика знала, что стульев двенадцать, но не знала, в каком из них искомые Остапом Бендером бриллианты. Важнее, однако, другое: на основании цифр можно выработать правильное понимание, можно выработать неправильное, а можно и просто ничего не понять. Математик Ричард Хэмминг (своим вкладом в теорию информации он заработал право изрекать афоризмы) сформулировал «цель расчетов — не числа, а понимание». Люди часто поддаются гипнозу цифр, а пониманием пренебрегают, потому что цифры уже получил кто-то другой, а над пониманием надо работать самому. При попытке перехода от цифр к пониманию могут возникнуть четыре качественно различные ситуации.

Четыре ситуации СИТУАЦИЯ ПЕРВАЯ. Смысл цифр кажется нам понятным. Например, данные об отношении к чему-либо (например, к науке) всего населения и молодежи. Увидев разницу, мы понимаем, куда движется общество, хотя можем переоценивать тренд: молодежь немного изменится, когда станет старше, она частично повзрослеет. Но, скорее всего, переходя от таких цифр к пониманию, мы не сильно ошибаемся, ведь у нас есть многодесятилетний опыт общения с одними и теми же людьми, и мы интуитивно представляем себе возможный тренд. СИТУАЦИЯ ВТОРАЯ. Цифры нам непонятны, но есть и другие. И возможно, эти могут быть поняты вместе с теми, то есть с какими-то другими, которые имеются в этом же или в другом источнике. Например, нам говорят, что число ученых в стране падает. Хорошо это или плохо? Если при этом сделанное ими падает еще быстрее, то это, на-

верное, очень плохо. Если медленнее, то не очень. А если не падает или, страшно сказать, растет? Тогда это, наверное, хорошо, ведь мы меньшими силами делаем больше. Но тут возникает сложный вопрос: что такое «сделанное ими»? Если и фундаментальных результатов, и использования в промышленности, и подготовки новых кадров, всего этого делается больше, то вообще чудесно. А если чего-то из этого короткого списка больше, а чего-то меньше? Тогда надо уточнять задачу, в данном случае надо бы задуматься о сегодняшнем, завтрашнем и послезавтрашнем дне. Потому что для сегодняшнего важнее одно, а для завтрашнего, может быть, важнее другое. Вот еще пример. Мы видим, что число публикаций растет, более того, растет доля в общемировом вале научных статей. Вроде бы это хорошо. Но если большая часть публикаций в низкорейтинговых журналах? И если на эти статьи никто не ссылается? И если у них чем дальше, тем больше авторов? Не следствие ли все это новомодного метода оценивать работу ученых количеством публикаций? Метода, разрушающего науку, но зато удобного для тех, кто хочет оценивать то, в чем ничего не понимает? СИТУАЦИЯ ТРЕТЬЯ. Цифры выглядят случайными. То есть велик «уровень шума», влияют какие-то случайности или факторы, которые вообще «не из этой оперы». Например, так часто бывает при сопоставлении социологических данных, относящихся к разным странам. Люди любят сравнивать ситуации в разных странах; психология, которая за этим стоит, очевидна. Однако мнения людей сильно зависят от того, как именно сформулирован вопрос, а как перевести вопрос на другой язык так, чтобы он означал точно то же? И вообще, что это такое — «точно то же»? Возможно, что это картина активности нейронов, и нейросоциология решит этот вопрос, но явно не завтра, я узнавал. Кстати, вот от «Химии и жизни» идея для социологов — задавать вопросы не словами, а картинками.

Язык изобразительного искусства более универсален. Говорят, что наш мозг мыслит образами, может, ему так будет удобнее? Психологи, кстати, иногда так и делают — просят испытуемого интерпретировать картинку. Более того, не только «одинаковые» ответы людей могут иметь сильно различающийся смысл (это вам скажет любой добросовестный социолог); хуже то, что и экономические данные (например, о произошедшем или прогнозируемом изменении доходов) могут иметь разный смысл по разные стороны моря и океана. Хотя бы потому, что восприятие изменений зависит от чаяний и надежд. И в обществе, где доминирует надежда на чудо, результатом будет постоянное разочарование. Правда, можно опрашивать пожилых, которые уже ни на что не надеются. Но у них будет разочарование от другого. При сравнении разных стран постоянно делается нечто странное — наверное, это глупость, но, может быть, и жульничество. Надо или не надо учитывать разницу в величине населения? Валовый национальный продукт (ВНП) иногда делят на население, иногда не делят, количество дивизий не делят, потребление алкоголя делят, а при сравнении успехов на олимпиадах опять не делят. Понятно, как можно воспользоваться делением и не делением для задуривания мозгов читателю и особенно — зрителю, но как надо действовать на самом деле? Если в каком-то смысле страна выступает «как целое», например, собирается напасть на другую страну, то делить не надо. А если нас интересует, как живут люди, то надо. Сравнение успехов в спорте или на олимпиадах школьников без учета населения — не слишком показательно. Набрать сильную команду в стране с населением в миллиард, легче, чем в стране с населением в сто миллионов. А при населении в десять миллионов — в десять раз труднее. Это не означает, что на всех олимпиадах должны побеждать китайцы и индусы, но понимать этот факт надо. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

СИТУАЦИЯ ЧЕТВЕРТАЯ. Цифры, которые лишь выглядят понятными. Однако это обычное понимание неправильно, а может быть, и чревато какими-то проблемами для общества. Например, нам показывают цифры о росте баллов ЕГЭ абитуриентов и явно считают, что это хорошо, да и мы с этим, кажется, согласны. Но при этом прежде всего игнорируется изменение самого ЕГЭ — и, собственно, экзамена, и системы оценивания, и влияние всего издательского и репетиторского бизнеса, возникшего благодаря ЕГЭ. Но важнее всего результат, а он таков: преподаватели вузов жалуются, что этих «стобалльников» ничему не удается научить. Они натасканы на определенные классы задач и во-

обще не понимают, что такое «искать решение». Они горды своими баллами, иногда заработанными тяжелым трудом, и немалыми деньгами родителей, но либо они «сразу знают», как решать конкретную задачу, либо не знают и тогда не понимают, что с ней делать. Дело доходит до возмущения — зачем ее вообще им дали! Разумеется, это не означает, что все многобалльники таковы, но вопрос явно сложнее, чем кажется.

Состояние науки С учетом всего этого посмотрим, что знает статистика о положении в российской науке. Основой для анализа будет аналитический отчет «Наука в цифрах», выпущенный в 2018 году

НИУ ВШЭ. Он есть в Интернете https://issek.hse.ru/news/214886298. html, и мы используем лишь часть приведенных там данных. Для начала посмотрим на данные о публикациях. Обратите внимание — на левом рисунке для обоих графиков «ноль» сдвинут сильно вниз, за пределы рисунка, в этом случае все изменения визуально воспринимаются как более сильные. 1 А вообще-то 14-е место — это много или мало? По ВНП Россия занимает примерно такое же 12-е место, а по ВНП на душу населения — от 55-го до 64-го по разным источникам. Первое выглядит вполне естественно, поскольку наука в России финансируется в основном государством. Теперь посмотрим на правую часть рисунка. Эффект от упомянутого выше убийственного для науки способа оценки «высоколобых» налицо. Первое место в мире по количеству авторов на статью, причем это «в эквиваленте полной занятости», то есть с учетом множественных аффилиаций. А если просто считать по количеству авторов, то цифра, наверное, будет еще больше. Этому, как мне кажется, две причины. Вопервых, низкая производительность труда, когда человек, работающий в науке, занимается не только наукой. Во-вторых, распространение оценки людей, работающих в науке, формальным методом — по количеству публикаций. Теперь посмотрим на международную кооперацию. 2 На левой части рисунка ноль смещен для черных графиков и не смещен для синих, поэтому визуальный эффект на черных преувеличен. Тем не менее влияние политики на научное сотрудничество очевидно, и трех, а тем более шести процентов тоже жалко. Однако представил бы интерес более детальный анализ. В частности, интересно, что имеется в виду под «зарубежными учеными» — исходно зарубежные, временно работающие в РФ, или «целиком зарубежные», или исходно российские, временно или постоянно работающие за рубежом? Суждение о принадлежности конкретного

ученого к той или иной группе могло выноситься строго формально, по указанной в статье аффилиации, но если указано несколько разных? Что касается всего рисунка, то не могут ли эксперты что-то сказать о роли, которую играют российские и зарубежные ученые в контактах, одинаково ли распределение ролей при контактах с учеными из разных стран? Один из «выходов» науки — это инженерия, производство, но по дороге к нему — патентование. Причем патентовать имеет смысл то, что может быть коммерциализировано, то есть то, что может быть использовано при производстве чего-то, что может быть успешно на рынке. Иначе лицензию никто не купит, деньги и силы, потраченные на патентование, будут потрачены зря. В СССР наука была в основном отделена от экономики — даже от той, которая существовала, — отделена и организационно, и психологически. Отраслевые НИИ существовали, но реальные доходы конкретного ученого от его работы зависели слабо. Патентов в реальной жизни не существовало, за авторские свидетельства автор получал гроши, хотя удовольствие это доставляло, и немаленькое (сужу по себе и своим коллегам). 3 Поэтому низкая патентная активность российских ученых (левая часть рисунка) понятна — наследие доперестроечных времен, следствие сложившейся культуры, когда соб-

ственником является государство. Поэтому, собственно, и название было не «патент», а авторское свидетельство. Один из первых читателей этого текста справедливо заметил следующее. «Это была подработка типа реферирования статей в реферативных журналах. Никому в голову не приходило, что в будущем он разбогатеет на этом патенте. Мы писали эти бумаги, чтобы получить деньги сейчас. Здесь дело в другом. Патентование чего бы то ни было, это вообще-то культурная и историческая традиция. Американцы патентуют все, начиная от толщины зубочистки, в надежде случайно разбогатеть на каком-нибудь патенте, что, кстати, и случалось. Ими движет американская мечта. Они всегда были в лидерах по части патентов и всегда будут. Соревноваться с ними бессмысленно. Японцы и корейцы заваливают мир патентами уже более полувека благодаря тому, что у них огромное количество высокотехнологичных компаний и торговля со всем миром. В Швейцарии это государственная политика. Мы не жили в условиях капитализма почти сто лет, и у нас никогда не было мечты разбогатеть на патентах, особенно – сейчас. Сегодня оформлять патенты в России – это все равно что выбрасывать деньги. Поэтому сегодня вы никого в России не заставите оформлять патенты, если только на этом не построен ваш бизнес».

К этому я могу кое-что добавить. Получать денежку за реферирование в отраслевом журнале можно было и не имея ученой степени, а вот в журналах ВИНИТИ — только при ее наличии. Деньги и там, и там я получал вполне скромные, цель была наполовину в другом — я получал самые свежие зарубежные журналы. Кроме того, чисто личный кайф — редактором отдела в РЖ ВИНИТИ «Электроника» был такой человек, что в среде специалистов при возможности всегда упоминал, что работаю именно с ней. Что касается денег за авторские, то они могли быть и побольше — если были большое «внедрение» и большая польза (например, экономия). Но бумаги утверждало начальство, и тут многое зависело не только от существа дела, но и от того, в какой клеточке поставлена галочка. Соотношение патентования внутри страны и за рубежом требует отдельного разбора — патентование за рубежом на порядок дороже, но ведь и потенциальная прибыль больше. Правая часть интересна, но ее расширение было бы еще интереснее — важно ведь не только, кто патентует, но и где патентует, то есть экономики каких стран являются предположительными потребителями нового (на самом деле на первом месте США, вдвое меньше — Китай, еще в дватри раза меньше — Япония, Южная Корея). Представление данных в расчете на экономически активное население, в отличие от данных по статьям, понятно — патенты ближе к экономике. Но было бы еще интересно представление данных в расчете на количество именно ученых и инженеров — это указало бы на степень их активности в экономике. И в заключение — насчет эпиграфа. Соплеменник мнимого автора, сенатор Генри Клей, как-то сказал: «Статистика не может служить заменой мышления». Формулировка выглядит тривиальной и скучной, но ее стоит иметь в виду, когда мы радостно смотрим на цифры, трудолюбиво собранные для нас статистиками.

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

EPA / TASS

Глубокий эконом

Кандидат физико-математических наук

С.М. Комаров

Водород в деле История водородной энергетики в России сложна и запутанна. По свидетельству лиц, причастных к ней, всплески интереса к теме следуют с периодом примерно 15 лет, после чего интерес быстро падает и начинается период забвения. Действительно, последнюю общенациональную программу в 2004 году предлагала компания «Норильский никель», а ее итоги мы подвели в 2007-м (см. «Химию и жизнь», 2004, 1; 2007, 7). 24

ак только интерес к водородной энергетике начинает расти, проходит инвентаризация сделанного: инженеры достают с полок отчеты о проделанных работах, о придуманных конструкциях и технологиях, дорабатывают их в соответствии с новыми условиями. Порой дело доходит до создания опытных образцов, иногда удается запустить и промышленное оборудование для снабжения водородом какого-то предприятия. Но массово внедрить элементы водородной энергетики в народное хозяйство не удалось ни разу. По окончании всплеска большинство доработанных проектов занимают свое место на полке.

Зеленая сделка ЕС Все началось в конце 2019 года, когда к власти в этом межгосударственном объединении пришел новый состав Европарламента. По согласованию с ним, как и положено, сформировали исполнительный орган — Еврокомиссию (ЕК) во главе с немкой Урсулой фон дер Ляйнен. И уже в конце декабря она огласила европейскую Зеленую сделку, или Зеленый пакт, European Green Deal. Эта сделка декларирует, что учитывает мнение жителей стран Евросоюза о том, каким должно быть будущее, а именно — безоблачным в прямом смысле: атмосферу планеты необходимо очистить от излишков парниковых газов. Действительно, к этому призывали многочисленные марши, демонстрации, другие акции зеленых, что предшествовали выборам. Квинтэссенцией таких акций стал феномен Греты Тунберг с ее тезисом: «Вы своим бездействием отобрали мое детство, заставив думать о климатической катастрофе». Суть плана по созданию безоблачного будущего состоит в том, чтобы к 2050 году сделать ЕС углерод-

нейтральным и где добрым примером, где политическим давлением подтолкнуть к достижению схожей цели все страны мира. Промежуточная цель, поставленная в документе, к 2030 году снизить выбросы на 40% по сравнению с уровнем 1990 года. Однако спустя год, осенью 2020-го, эту цель под влиянием общественности пересмотрели и планку подняли до 55%, а депутаты Европарламента требовали вообще 60%. Цель должна быть достигнута не только отказом от углеводородного топлива, предложены и дополнительные меры. Это переход к циркулярной экономике, то есть к максимальному использованию вторсырья и бережному обращению с ресурсами, качественные изменения в строительной отрасли, а также сохранение биоразнообразия, отказ от одноразового пластика, непримиримая борьба с мелким пластиковым мусором, снижение загрязнения атмосферы вредными для здоровья веществами и полная перестройка сельского хозяйства, ведь оно дает до трети выбросов парниковых газов, а также всей системы распределения питания: соответствующая программа романтически называется «От фермы до вилки». На все в бюджете ЕС заложены огромные суммы — сотни миллиардов евро в год, поэтому вполне вероятно, что эти планы, которые кажутся фантазиями футуристов, будут претворены в жизнь

Согласно мечтам еврочиновников, в водород станут закачивать энергию солнца и ветра, а затем расходовать этот энергоноситель по мере надобности. Так решат две проблемы энергетической трансформации: колебания мощности солнце- и ветроэлектростанций и замены ископаемого топлива на альтернативу, которая ничем не загрязняет атмосферу

Imago / Joerg Boethling / TASS

Сейчас мы вступили в очередной цикл подъема: в стране принят план развития водородной энергетики до 2024 года, и этому направлению придан самый высший приоритет в области государственных инвестиций и мер поддержки. Видимо, в этот раз водородная энергетика действительно сможет преодолеть барьер и стать важной отраслью хозяйства. К этому подталкивают не внутренние причины, не идеи мечтателей, а борьба входящих в ЕС богатейших стран мира за энергетическую независимость, здоровый воздух, ну и за торможение климатической катастрофы.

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

aaw / PantherMediaGmbH / Alamy / TASS

Кое-где в ФРГ уже есть солнечные установки, которые превращают солнечный свет в водород, и тот потом в топливном элементе превращают в свет и тепло

Эпидемия КОВИД-19 отнюдь не разрушила Зеленую сделку ЕС. Наоборот, в директивных документах ЕК 2021 года прямо указано: выход из кризиса дает прекрасный шанс для развития принципиально иной экономики и мы таким шансом непременно воспользуемся. Так, в июне 2021 года были собраны планы местных правительств по преодолению экономических последствий ковидного кризиса и выполнению Зеленой сделки. Эти планы подвергли строгой ревизии, и все попытки схитрить, отказаться, ссылаясь на тяжелые обстоятельства, от повышенных обязательств по сокращению выбросов парниковых газов были решительно пресечены. Главным приоритетом при распределении союзных денег на восстановление экономики стали проекты, дей-

ствующие в рамках сделки, остальные будут профинансированы по остаточному принципу и порой в довольно странной форме. Так, угольщикам Польши, Испании, Северной Македонии денег дадут не на модернизацию шахт, а на освоение бывшими шахтерами новых специальностей: к 2038 году ЕС должен быть в целом свободным от использования угля, который еще на несколько лет задержится в Польше, Чехии, Словакии. А потом останутся лишь Румыния, Болгария и Хорватия, которые пока планов борьбы с углем не представили. ЕК во главе с Урсулой фон дер Ляйнен надеется не только добиться сокращения выбросов парниковых газов, но и отвязать рост благосостояния от роста потребления ресурсов, получить гибкую экономику, создать новые отрасли с перспективными рабочими местами для граждан стран — членов ЕС и обеспечить энергетический переход. Причем во всем мире. Все-таки страны ЕС отнюдь не главные загрязнители атмосферы, со своими 5,5 гигатоннами СО2 в год они на втором месте после КНР (10,2 Гт). Далее следуют США (5,3 Гт), Индия (2,6 Гт),

Евроводород Водородная энергетика занимает важное место в выполнении планов по борьбе с углекислым драконом. В самом деле, если электричество можно генерировать с помощью безуглеродных источников, то с безуглеродным топливом и сырьем для химической и металлургической промышленности имеются очевидные трудности. Здесьто и пригодится водород в качестве переносчика зеленой электроэнергии. Его можно заправлять в топливный бак автомобиля, и тот станет при движении выдавать не букет вредных продуктов горения бензина, а чистую воду; им можно одновременно отапливать дом и получать для него электричество с помощью высокотемпературного топливного элемента. Металлурги заменят им уголь в качестве восстановителя, а химики, используя в смеси с атмосферным углекислым газом, откажутся от ископаемого углеводородного сырья. Конечно, есть и альтернативы. Так, в качестве энергоносителя можно выбрать твердый алюминий, обращаться с которым несравнимо проще, чем с газообразным водородом (см. «Химию и жизнь», 2008, 3), или сжиженный воздух (см. «Химию и жизнь», 2017, 3), который хотя бы не взрывоопасен. Однако стараниями экспертов, консультирующих лидеров ЕС, цивилизация, видимо, пойдет по пути безальтернативного использования именно водорода для этих нужд.

Каков же этот путь? Сейчас водород раскрасили чуть ли не во все цвета радуги. Есть зеленый водород — его получают электролизом воды, а электричество берут из возобновляемых источников: солнце, воздух, вода, тепло Земли. Это самый-самый чистый водород. Правда, он и самый дорогой. За ним следует бирюзовый водород — его получают пиролизом метана, а образующийся твердый углерод, сажу, собирают и как-то утилизируют. Имеется и голубой водород — его делают паровой конверсией метана, а образующийся углекислый газ как-то собирают и куда-то девают, что сделать труднее, нежели закопать сажу. Если не собирать — выйдет серый водород. Есть желтый водород — его получают благодаря энергии АЭС: хоть тут и нет выбросов углекислого газа, а цена электричества очень невелика, видимо, в угоду борцам с мирным атомом, такой водород не удостоился титула «самый-самый». Имеется еще бурый водород — сырьем для него служат продукты газификации угля, подвергнутого остракизму всем цивилизованным сообществом. По мере увеличения степени «зелености» растет и цена водорода. В ЕС конечно же ориентируются на использование зеленого водорода. Однако для этого нужно создавать дорогостоящие производственные мощности, фактически с нуля организовать электролизную промышленность. Так, в 2024 году в ЕС должно быть установлено Водородный поезд, испытания которого должны начаться на Сахалине в 2023 году, сделают на базе рельсового автобуса "Орлан", который сейчас ездит на дизеле. Этот поезд станет одним из немногих реальных проектов по внедрению водородной энергетики в нашу повседневную жизнь

sakhalin.gov.ru

РФ (1,7 Гт). А мир в целом выбросил в 2019 году 36,4 Гт. Как нетрудно видеть, даже 100%-ное сокращения выбросов в ЕС позволит избавить атмосферу планеты лишь от седьмой части выбросов парниковых газов, но лиха беда начало.

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

6 ГВт электролизных мощностей, и они станут выдавать 1 млн тонн водорода. С чем это можно сравнить? Например, установленная мощность всех АЭС РФ составляет 30 ГВт. Спустя шесть лет мощность электролизеров достигнет 40 ГВт, половина в ЕС, половина вне, и они станут выдавать до 10 млн тонн водорода в год. При этом затраты ЕС только на строительство электролизеров в 2024 году составят 5—9 млрд евро, а в 2030 — 26—44 млрд евро. К 2050 году водород вытеснит ископаемое топливо оттуда, откуда его не вытеснило зеленое электричество. Этот процесс будет идти параллельно с другим, не менее сложным: создание массовых потребителей водорода в промышленности и в домашнем хозяйстве, на транспорте, а также построение системы его доставки и распределения. Этим будет заниматься специально созданный Европейский альянс по чистому водороду, ныне объединяющий усилия 500 компаний. Предполагается, что к 2024 году альянс объединит 1000 компаний, занятых в этих секторах, а к 2030-му — 2000 компаний. И они, на принципе частно-государственного партнерства, станут шаг за шагом выстраивать совершенно новую, водородную, реальность региона. А также, набравшись опыта и решимости, — и всего мира. В результате такой многомиллиардной деятельности к 2024 году удастся избежать выброса 9 Мт СО2, а в 2030-м — 90 Мт СО2, вообще-то довольно скромно по сравнению с общим объемом выбросов; даже если брать в расчет только вклад стран ЕС, выходит чуть более 1,5%, это не считая того, сколько углекислого газа будет выброшено при создании и эксплуатации электролизеров.

Наша доля Вся эта деятельность весьма неприятна и для владельцев отечественных месторождений ископаемых углеводородов и для страны в целом. Ведь вся Зеленая сделка ЕС направлена именно на отказ от импорта этих углеводородов и на создание рабочих мест на территории стран ЕС, повышение благосостояния и здоровья именно их граждан. По мере ее реализации поставки энергоносителей из РФ будут падать. Это не только убытки. Это еще и разрушение десятилетиями создававшихся торгово-промышленных связей. Фактически это обособление экономик ЕС и РФ друг от друга. А чем меньше связей между странами и населяющими их людьми, тем выше вероятность конфликтов и больше их разрушительная сила. Чтобы сгладить этот негативный эффект, РФ должна органично войти в Зеленную сделку, то есть развивать свои водородные проекты, причем не на уровне мелких улучшений опытных установок, а на крупном промышленным уровне. Цель — обеспечить заметные поставки на формирующийся рынок как самого водорода, так и технологий его получения и использования. Благо они в той или иной мере имеются. Хорошую подборку того, что планируется делать в стране в ближайшее время, подготовили аналитики компании «Vostock Capital» в преддверии международной вы-

ставки «Водород Росси и СНГ — 2021», которая пройдет в Москве 20—21 октября 2021 года. Из этих данных следует, что у нас есть несколько интересных для инвесторов проектов, исследовательских и промышленных. Так, в Черноголовке на базе Института проблем химической физики РАН будет создан Научно-технический центр водородной энергетики. Его организаторы — Российская академия наук и АФК «Система». Предполагается, что Центр будет не только проводить исследования, но и отлаживать технологии на опытно-конструкторских установках, которые обретут шанс на внедрение в промышленность. На восточном конце страны, в Южно-Сахалинске, на базе Сахалинского государственного университета при помощи РАН создадут Центр компетенций по водородной энергетике. Вообще, Сахалинская область может стать первым российским регионом, у которого не будет антропогенных выбросов углекислого газа. Для этого на острове планируют сформировать водородный кластер, который объединит технологические разработки, производство и использование нового энергоносителя. Водород будут получать как из метана, так и электролизом, благо на острове имеются избыточные энергетические мощности. Основным массовым потребителем, видимо, станет железнодорожный транспорт: на Сахалине предполагается создать полигон для испытания водородных поездов и затем распространить их по всему острову. Значительная часть низкоуглеродного водорода также отправится на экспорт в Японию. Соответствующие планы были объявлены весной 2021 года. Создание островной водородной инфраструктуры и обеспечение ее развития взяла на себя корпорация «Росатом». Предполагается, что поначалу объем производства водорода составит 30—100 тыс. тонн в год. Вообще, «Росатом» активно сотрудничает с другой госкорпорацией, РЖД, в деле оснащения железной дороги водородом. Так что отрабатываемая на Сахалине технология, в случае ее успеха, будет потом распространена по всей стране. У отечественных атомщиков есть и планы, напрямую связанные с их основной деятельностью. Так, в 2022 году планируется запустить пилотный проект по электролизному производству водорода на Кольской АЭС. Поначалу на водород отведут 1,5 МВт мощности, а к 2030 году нарастят до 500 МВт, что дает около 230 тыс. тонн водорода в год. Этого количества хватит для снабжения зеленым топливом общественного транспорта в крупных городах страны, что, несомненно, улучшит качество воздуха в них. Выигрыш еще и в том, что Кольскую АЭС удастся загрузить на полную мощность не только в час пик, как это происходит сейчас: у нее как раз простаивает мощность в 500 МВт. В 2018 году в «Росатоме» стали задумываться о создании специальной атомной электротехнологической станции, АЭТС, для производства желто-голубого водорода за счет паровой конверсии метана. Газы, поступающие в химический реактор, будут нагреваться за счет охлаждения атомного реактора, и химический процесс окажется очень экономным. По оценкам, для создания первой станции

Автор признателен компании «Vostock Capital» за предоставленный доклад о крупнейших инвестиционных проектах водородной энергетики России

Заметки фенолога ИДЕИ использовать для поставок водорода оборудование, предназначенное для транспортировки углеводородов, вызывает некоторое недоумение. Дело в том, что металловедам известно явление водородного охрупчивания. Его механизм доподлинно неизвестен, но предполагается, что последовательность событий такова. Атомарный водород неплохо растворяется в стали и многих других металлических материалах. При этом он скапливается в местах концентрации напряжений, где возникают и начинают расти водородные пузырьки. Это само по себе плохо, а в условиях знакопеременных нагрузок пузырек неизбежно породит трещину; конструкция разрушится. Поэтому для работы в среде водорода применяют материалы, для которых проведена проверка: они не склонны к такому охрупчиванию. Использование каких-то других материалов неизбежно ведет к катастрофе, ведь водород — чрезвычайно взрывоопасное вещество. Трещины в стали выросли именно там, где скопился водород. А лучше всего он скапливается в низколегированной ферритной стали, у которой решетка объемно-центрированная кубическая. У аустенитной высоколегированной стали, например нержавейки, другая решетка, и у нее проблем с водородным охрупчиванием существенно меньше. Однако трубы для газопроводов делают из низколегированных сталей Фото: Applied Physics Reviews, 2020; 7 (4): 041301

такого типа потребуется 275 млрд рублей, а построить ее можно уже к 2030 году. Если считать, что РФ должна сохранить свои 10% мирового рынка энергоносителей, то для производства водорода таким способом нужно построить АЭТС той же суммарной мощности, что все ныне действующие АЭС страны, то есть выдающих 215 ГВт·ч энергии в год. Совершено фантастический проект — использовать морской прилив для производства зеленого водорода. В Пенжинской губе, где Камчатка соприкасается с материком, самые высокие приливы на Земле: за сутки там проходит 500 кубических километров воды. В этой губе можно построить колоссальную станцию, способную в год вырабатывать 100 ГВт·ч электричества. До сих пор подобную стройку сдерживало отсутствие потребителей такого огромного потока энергии. Создание электролизного производства водорода, где готовый продукт сжижают и разливают по танкерам, позволило бы использовать этот огромный ресурс экологически чистой энергии. Однако тут есть очевидные технические трудности, связанные с нерешенными проблемами транспортировки больших количеств водорода на дальние расстояния. В прошлый пик мирового интереса к водородной энергетике исландцы мечтали стать главными поставщиками водорода, выработанного благодаря их запасам геотермальной энергии, но что-то с этим не сложилось. Над более приземленным, но реальным проектом работает «Газпром» с немецкими партнерами из компании «Wintershall»; это завод по производству бирюзового водорода в ФРГ, на окончании газопровода «Северный поток-2». Более того, для развития собственных технологий водородной энергетики «Газпром» создал отдельную компанию. В будущем не исключено, что часть мощностей этого газопровода удастся переориентировать на прокачку водорода, произведенного в РФ. Свою лепту планирует внести и корпорация «Роснано». Например, вместе с компанией «Энел Россия», владеющей несколькими тепловыми электростанциями на территории страны, а также развивающей проекты ветровой энергетики, был создан фонд объемом более 70 млрд рублей для отбора проектов производства зеленой энергии. А на Кольском полуострове для производства водорода оба партнера собираются строить крупнейшую за Полярным кругом ветровую станцию мощностью более 200 МВт, она будет выдавать 12 тыс. тонн водорода в год, которые отправятся в ЕС. Как видно, пока что в этой деятельности все-таки больше протоколов о намерениях. Реальные же установки, строительство которых запланировано, дадут лишь сотни тысяч тонн водорода в год, ничтожно мало по сравнению с десятками миллионов тонн, которые собираются получать в ЕС. Надеюсь, что усилия руководства страны, воплощенные в план развития водородной энергетики, смогут сделать этот вклад несколько более весомым.

10 мкм

Феррит

Аустенит

Вторичные трещины

Первичная трещина

10 мкм

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

РЕЗУЛЬТАТЫ: АЛГОРИТМЫ И РОБОТЫ

1см

Регенерация робота

ив е существа способн залечиват ран , а иногда и восстанавливат функции приживленн х частей своих тел. Недавно вопрос о регенерации встал и перед стремител но развива щейс робототехникой. К примеру, миниат рн х плава щих роботов об чно изготавлива т из хрупких полимеров или м гких гидрогелей; они легко треска тс и разр ва тс . Перв е шаги к решени проблем сделала команда из дев ти исследователей Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством профессора факул тета наноинженерии Джозефа В нга. Команда специализируетс на роботах в два сантиметра длиной, котор е автономно передвига тс в жидкости.

По форме они напомина т р бок и состо т из плоских слоев различн х материалов: на провод щу подложку нанос т гидрофобн й слой, а сверху — продол н е полос из множества магнитн х наночастиц. Робот двигаетс в среде с небол шим содержанием перекиси водорода, так как на «хвост» нанесена платина: она катализирует распад перекиси с в делением кислорода. Пуз р ки газа и толка т робота вперед. В чашке Петри така р бка нарезает круги по периметру. Физическа иде , лежаща в основе регенерации тела тих роботов, довол но проста. Если магнит разделит на две части, то образу тс два нов х, котор е у поверхности разреза будут имет противоположн е пол са, а значит, станут прит гиват с к друг другу. Чтоб проверит , как хрупкий робот, испол зу щий тот принцип, сможет восстановит с после разрушени , учен е бритвой разрезали р бку на две, на три ча-

сти, испол зовали разн е рисунки магнитн х полос. Во всех случа х происходила полна регенераци — р бка восстанавливала свое тело. Эти резул тат позвол т наде т с на создание мален ких, прост х самовосстанавлива щихс пловцов. С некоторой модификацией их, например можно будет испол зоват дл очистки загр зненн х жидкостей: поскол ку р бки — то плоские многослойн е структур , ничто не мешает нап л т на их поверхност сорбент , котор е станут впит ват загр знени , и водоплаващие унесут их куда прикажут. Более миниат рн е конструкции будут доставл т лекарства по кровеносн м сосудам пациента и даже делат микрохирургические операции. Предполагаетс , что плава щие робот станут работат в очен агрессивн х средах, по тому самосто тел на регенерации дл них насущно необходима. (Nano Letters 2021, 21, 5, 2240)

Интеллектом по композитам

з ни н нн м

м зи ии м н я з я ни ь, ни я н з , им ня из нн и и и нн и ьз и н и н н ния я н из н , и и ии и м нн з н и и ьн м и и инж н ии н и ин и м ин и ии мии им я н м ни и жи и ин и и ьн н ни з м и ния з нн ими мм з я ьн ии з м и з ь м ни и м

и м зи зя и зн м и н я из з н и и и и н я я з и м и ни и и нн ми м ми и и я н нни н яж ни и м и , зни и и н ни н з з м и нн ин н и и нн из ж ниями з нн , из ж ния н и ж ния и зн м н ми нн я им з м мм м н и ь м ии и н яж ния, м и н , зни и и и ж нии н з зн имм ии и з ь и 7, и ми ин н ь и ня з и м н н ни м ь м ня н жн м н н , и и нн м я н , ин н ьим я н

н з изи и , н и я ь н жн ж ния, н н ния , н з ниж ния и и им зн ниям м м и и и мми ния, я и м инж н зн и из и з жн м зи , м и и и и ь з и ,н им и , яя инж н н , м н н ии из м зи н м и и н из и м и я ня ь и ин з ния и м м н н н м ьн м и , н ни из и ь и жн (Science Advances 7, 15, 2021) м ни ь ин , и ь из

Интеллекты двойного назначения

м нн

и ян ,

и н и н и ь я ,н им , ижн м м ь , зн , ь я я н ь н н ь ян и м, из ж нж зн жн з ,и и н жи ь , н из н и и нн н и ин н м нн я з ж ни , ь ин из , и н , им и и ь ь и я я ния ни ии и и ин з ь, н м н ин н и н ни и и и и и н н, ,н и м м н м м н из ж ни н , нн ни м ним м, з и ь м и н я миян и н из н ь и ни и , -

им м ии ни и ь н н ин м н и , ни н из и ь и м ни и ин и н и ни и ими им н ми, з и и ь, м ь ми н и я н жн и ни из ж ния з ь, м яи ь и и , нь и и ьз и из н з и м и м н и н яз ьн и, н нн н м ии и я ни и и и ним и м , ж м н из ж ни и и ин и н и н з я я , ни н из я ь и нн ими ия н м я и «н ими ями» з ния нн ним им ни и 2 и ии и и , я м и н из и и ь я м, я и ь , и ь изм н нии з ь, изм н нн я и я и ин 20 и иям и ия и з м н з , н изм н нн из ж ния зн зи и з ь м нь , ни , м и ин ья з ь ми ж н я я м и ьн м, и ь ни ьн и ии , и и н я им ни ь и и н нн и м н ня н я нн н ж , я ния н м, я н ния н м ь и м ьн и м н зи и ни ния, яж н я и ьн я и н н инь ь з я и , н м зн мн нн ьи ин и и ьн зн ни и нн м (Cartography and Geographic Information Science, 2021, 4) «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Пятна на городе

ам е опасн е загр знители воздуха городов — то вредн е а розоли, частиц котор х мен ше двух с половиной микрон; международна классификаци наз вает их PM2.5 и ставит на п тое место среди факторов смертел ного риска: они ответственн за 4,4 миллиона смертей в год. Однако многие стран мира просто не име т данн х о загр знении воздуха такими частицами. Если их сегодн и получа т, то по бол шей части редкими стационарн ми датчиками или датчиками, перемещаем ми на автомобил х по дорогам. Из-за того удаетс детал но и с в соким разрешением очертит области загр знени тол ко вдол дорог. Кроме прочего, наземн е датчики просто дороги. Даже бол шие города не могут позволит себе развернут их сет . По тому четверо американских исследователей из Университета Д ка под руководством профессора Майка Бергина решили найти способ получит более детал н е карт концентраций частиц PM2.5 в воздухе. Они разработали метод, котор й испол зует машинное обучение, снимки Земли спутником PlanetScope и метеорологические данн е. Метод позволил находит п тна загр знений с разрешением в триста метров, то ест размером с городской квартал. Дл того в конкретном городе в определенном месте алгоритм сначала оценивает степен загр знени по данн м о параметрах погод с трехметров м пространственн м разрешением, а затем минимизирует разницу между своей оценкой и показани ми наземн х датчиков частиц. Так он обучаетс правил но интерпретироват данн е спутника. На примерах Дели и Пекина ИИ показал ошибку в 20%. Это превосходн й резул тат дл колого-метеорологической области исследований. Пов шенн е концентрации PM2.5 об чно набл да т над област ми компактной застройки, пониженн е — в зелен х зонах. В

абсол тн х значени х та разница дл Дели, например, составл ет около 10 микрограммов на кубометр. Напомним, что, по американским рекомендаци м, безопасна загр зненност воздуха такими частицами составл ет 12—35 мкг на кубометр в зависимости от времени преб вани частиц в воздухе. Хот обучение нейросети следует проводит дл каждого города отдел но, будущее технологии в гл дит заманчиво, поскол ку тренировка ИИ происходит б стро. Да и число наземн х датчиков частиц с кажд м годом будет тол ко возрастат . На следу щем тапе работ профессор Бергин надеетс изучит , как св зано распределение областей загр знени с распределением температур на поверхности Земли. (Remote Sensing 13, 7, 1356, 2021)

ИИ предсказывает рак

ак легких — одно из сам х опасн х онкологических заболеваний. По данн м Всемирной организации здравоохранени , за год в мире от него погибает около 1,8 миллиона человек, по тому его ранн , пуст даже приблизител на , диагностика способна спасти многие жизни. Дл оценки патологических изменений грудной клетки л дей с пов шенн м риском рака легких, например за дл х курил щиков, современна медицина примен ет комп терну томографи с низкой дозой облучени . На томографических снимках заболевание часто про вл ет себ в виде одиночн х новообразований размерами до трех сантиметров. Бол шинство тих, так наз ваем х солитарн х легочн х узлов об чно оказ ва тс доброкачественн ми. Диагност должен умет надежно в дел т кажд й злокачественн й узелок на сам х ранних стади х его развити . Дл той цели команда из дес ти исследователей и врачей из Дании, Германии и Нидерландов под руководством доктора Колина Якобса

с факул тета медицинских изображений Университета Неймигена применила алгоритм глубокого машинного обучени . Группа известна своими работами по применени ИИ к анализу данн х томографии грудной клетки при хронических заболевани х легких, а также сердечно-сосудист х нарушени х. Дл своего нового исследовани учен е тренировали искусственну нейросет на национал ной клинической базе данн х Нидерландов, вкл чавшей изображени , полученн е в 2002—2004 годах, более 16 т с ч узлов, среди котор х б ло 1249 злокачественн х. Затем работу алгоритма провер ли на данн х следу щих 8 лет о 12 т с чах узлов, из них 200 — злокачественн х. Резул тат оказалис впечатл щими. ИИ с точност 95% предсказ вал веро тност злокачественного развити узла. По точности он превосходил всемирно известн й статистический канадский алгоритм раннего детектировани рака легких. Эффективност работ нейросети б ла сравнима с таковой дл консилиума из одиннадцати оп тн х клиницистов разн х пул монологических специализаций. Дополлнител н й пл с алгоритма в том, что он не требует «ручного» в делени узла разн ми врачами, мнени котор х могут не совпадат . Программа сил но облегчает и ускор ет диагностику, снижает ее стоимост и устран ет необходимост в часто примен ем х дополнител н х инвазивн х исследовани х. Сейчас учен е планиру т вкл чит данн е о биологическом поле, возрасте и истории пристрасти пациента к табаку как дополнител н е сведени , обуча щие нейросет . Кроме того, она будет способна испол зоват в качестве исходной последовател ност изображений легких одного бол ного за определенн й период времени. Доктор Якобс надеетс интегрироват в едину систему алгоритм всех своих пред дущих пул монологических разработок. (Radiology, 202, 204433)

Выпуск подготовил А. Гурьянов

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», 2021, № 7, www.hij.ru

Томас Роулендсон «Химические лекции», XIX век

Расследование

И.Н. Григорьев

Что светится на болотах по ночам? Есть проблемы замечательные и важные, — рассказывал учитель, — есть проблемы великие, как мир. Но есть еще проблемки небольшие, но на редкость увлекательные. На днях я прочел одну старую-старую книгу, очень интересную. Там было, в частности, сказано, что до сих пор не решена загадка 34

«блуждающих огней». Знаете — на болотах? Ясно, что это какие-то хемилюминесцентные вещества, но какие? Эта загадка не раскрыта и сейчас! Это, как вы уже вспомнили, Стругацкие «Полдень, XXII век». А что мы знаем об этих огнях сегодня?

Огни на болотах Блуждающие огни долго считали легендой, пока свои наблюдения не опубликовали серьезные ученые, например, математик и астроном Фридрих Бессель, физик Эрнст Хладни, инженер и историк Иоганн Блессон. Общая картина выглядит так. Блуждающие огни появляются в различных влажных и заболоченных местах: вересковых пустошах, заболоченных лугах, торфяниках, болотах, кладбищах, вдоль осушительных канав, каналов сточных вод и т. п. Чаще всего они возникают в теплое время года и тихую погоду. Причина блуждающих огней — смесь газов, выделяющихся при разложении органики в анаэробных условиях. Состав газов и скорость выделения сильно варьируют, однако особенность их в том, что они светятся из-за хемилюминесценции — газы медленно окисляются воздухом, давая холодное светящееся облако. В нем не загорается бумага, рука не ощущает тепла, предметы не нагреваются. Такое облако может двигаться от малейших потоков воздуха, образующихся при дыхании, движении наблюдателя. Этим объясняется «неуловимость» огня, его «убегание» и «преследование». Иногда возникает иллюзия движения — из-за возникновения и исчезновения похожих огоньков. Правда, в редких случаях все же образуется действительно горячее пламя, способное воспламенять бумагу, вату, деревянную стружку. Цвет огней — желтый, красный, голубой и их оттенки, яркость слабая, запаха обычно нет, иногда ощущается слабый запах сероводорода. Огни чаще всего маленькие, не более 13 см, редко — крупные, размером с человека. Ф. Бессель видел огоньки на болоте в Бремене (Германия) в декабре 1807 года. Дело происходило в дождливую, пасмурную погоду. Огоньки были голубоватые, но такие слабенькие, что почти не освещали почву, на которой вспыхивали, и появлялись на расстоянии нескольких шагов один от другого. Каждый из них горел приблизительно секунд двадцать, потом потухал, а новый возникал в другом месте неподалеку. Очень интересны скрупулезные наблюдения И. Блессона, которые он обобщил в одной из написанных им статей в 1832 году. Впервые он увидел блуждающие огни в заболоченной долине Горбицкого леса в Ньюмарке (Германия). Вода в болоте была ржавой с радужной пленкой, из воды на поверхность поднимались пузыри газа, а ночью появлялись голубоватые языки пламени. Чтобы понять, связано ли между собой выделение газа и огни, как-то днем Блессон отметил места наиболее сильного газовыделения и убедился, что ночью именно там наблюдалось голубовато-пур-

пурное пламя. Как только он подходил ближе — пламя удалялось, Блессон сделал правильный вывод: виноваты малейшие потоки воздуха от движения человека и его дыхания. Блессон захотел проверить, пламя ли это или холодное свечение. Чтобы дыхание не отклонило огни, он поставил перед собой ширму из ткани. Пламя было явно горячим — в нем удалось опалить бумагу, она стала коричневой, местами покрылась вязкой влагой. Затем он обнаружил, что выходящий из болота газ самовоспламенялся на воздухе, — для этого он поставил эксперименты по тушению огней и изоляции их друг от друга. Однажды, чтобы выяснить горючесть газа, он развел на краю долины костер, потушил огни и пробовал зажигать газ факелом. Происходил взрыв с красным светом на площади до квадратного метра, затем возникало голубое пламя до метра высотой. В 1811 году в Озимеке (Польша) Блессон провел несколько дней в лесу, наблюдая огни. Ему удалось потушить и зажечь газ, но исследователь не смог зажечь им бумагу или тонкую деревянную стружку, пламя оказалось холодным. В том же году он повторил свои эксперименты в Конских лесах в Польше. Результат был аналогичным, бумага не загоралась, только быстро покрылась вязкой влагой. То есть в разных местах состав газа заметно различался. Ботаник Филип Опиц наблюдал блуждающие огни в 1818 году в Пардубице (Чехия). Возвращаясь вечером через низкие и сырые луга, он увидел шагах в десяти от себя яркую, эллиптическую, прозрачную «фигуру», почти его роста. Небо было ясное и погода тихая. Опиц остановился — остановился и огонь. Но стоило ему начать движение, как фигура-огонь пускалась за ним. Врач Мартин Кирхнер, прочитав статьи Опица, тоже описал несколько случаев блуждающих огней. В окрестностях Каплице (Чехия) болота и блуждающие огни не были редкостью. Кирхнер наблюдал эти огни в течение трех лет и каждый раз осенью. Они были разного размера, иногда в рост человека, иногда очень низкие, свет их был то бледный, то яркий. В книге А.П. Нечаева «В царстве воды и ветра. Очерки и картины из жизни и истории земли» (1913) приведен рассказ очевидца, увидевшего блуждающие огни на заболоченном кладбище, вот небольшой фрагмент: «Лето 1879 года провел я в Черниговской губернии <…> На окраине густого леса, который и не начинали еще вырубать, в сырой и болотистой местности раскинулось старое деревенское кладбище. Судя по рассказам, в нем уже лет двадцать никого не хоронили. В весеннее время близлежащая речка заливала кладбище и разрыла могилки; тут и там в лесу лежали почерневшие кости <…> мы видели целую массу вертящихся над могилами прозрачных огоньков. Иные были ростом в аршин (0,7 м), другие — много меньше». Астроном Камиль Фламмарион упоминает появление блуждающих огней в форме синеватых огоньков летом 1871 года над братскими могилами в Париже. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Вверху – гравюра «Фосфоро-водородные блуждающие могильные огни», слева – «Блуждающий огонь, виденный Рохом у Реддерна, в Нижнем Лаузице» (Н.И. Зуев «Иллюстрированная популярная физическая география в трех частях», С-Петербург, 1873)

весной и осенью во влажную погоду в сумраке или ночью. Они были сферической или сигарообразной формы, диаметром около 30 см и светились, не выделяя тепла. Цвет чаще всего был желтовато-красным, хотя некоторые наблюдатели описывали фиолетово-синее свечение. Объект очень медленно перемещался в горизонтальном направлении на высоте 1—2 м над землей и исчезал среди деревьев. Если наблюдатель приближался к нему, блуждающий огонь «уплывал» от него.

Отчеты о наблюдениях блуждающих огней датируются в основном XVIII—XIX веками, а потом постепенно сходят на нет. И это легко объяснимо. Обширных болот и заболоченных местностей в Европе не осталось (их осушили и распахали), появились повсеместное освещение и сильная ночная засветка неба. Что касается нашего века, удалось найти лишь описания профессора Юзефа Жиховского из Краковского Педагогического университета (2014). Он наблюдал явление в Ниеполомицком лесу, вблизи Кракова, где огни появлялись

Такова история наблюдений, но в чем же причина свечения блуждающих огней, что это за газ? Было предположение, что здесь не обошлось без фосфора. Ученые XVIII века уже знали, что фосфор содержится в растениях и животных, его вообще получали из костей вплоть до XX века. В 1783 году французский химик Филипп Женжембр при реакции горячего раствора щелочи с белым фосфором получил самовоспламеняющийся на воздухе фосфористый водород. Казалось бы, этим легко можно объяснить появление огней. Ну что ж, давайте посмотрим на фосфин.

Получение самовоспламеняющегося фосфина (демонстрационный эксперимент)

Эксперимент Фосфин PH3 — бесцветный ядовитый газ с сильными восстановительными свойствами. Запах его описывают как «чесночный» или «гнилой рыбы», и он ощущается уже при концентрациях 2—4 мкг/л. Кстати, технический ацетилен и карбид кальция пахнут из-за примеси фосфина. Опыт необходимо делать под тягой — фосфин ядовит. Прибор можно выносить из вытяжного шкафа, только когда происходят вспышки фосфина. Делают это, чтобы продемонстрировать вихревые кольца дыма (это мелкие капельки фосфорной кислоты), — под тягой их сдувает потоком воздуха. При этом фосфин на воздухе сразу сгорает, и отравиться им нельзя. Обычно в простейшем варианте используют пробирку с газоотводной трубкой, погруженной в воду. Для опыта понадобятся 40%-ный раствор гидроксида калия и несколько кусочков белого фосфора, 0,5—0,7 г. Нальем в пробирку раствор щелочи на две трети объема, бросим туда кусочки фосфора, закроем пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой поместим под воду. Начнем осторожно нагревать пробирку пламенем спиртовки, вначале фосфор плавится, от него отделяются и всплывают пузырьки фосфина. Однако поначалу они не загораются. Лишь спустя некоторое время, порядка 0,5—1 минуты, пузырьки, всплывающие на поверхность щелочи в пробирке, начинают вспыхивать желтыми огоньками, давая дым, состоящий из капелек фосфорной кислоты, которая образуется при окислении фосфина: PH3 + 2O2 = H3PO4 Когда фосфина в пробирке становится много, он выходит по газоотводной трубке и пробулькивает сквозь воду. Пузыри газа, вырвавшиеся на поверхность

Воспламенение пузырька фосфина на воздухе

воды, с легким хлопком ярко вспыхивают желтоватым пламенем. При этом взлетает красивое дымное вихревое кольцо. Если правильно отрегулировать нагрев — кольца движутся одно за другим. Теперь погрузим газоотводную трубку в стаканчик с концентрированной соляной кислотой. Пузыри фосфина выходят на поверхность, но не самовоспламеняются, хотя их и можно поджечь лучинкой. В чем дело? Чистый фосфин на воздухе при атмосферном давлении и комнатной температуре не самовоспламеняется, лишь при 150°С. Это мы и наблюдали в пробирке. Однако при взаимодействии фосфора со щелочью образуется и другой гидрид фосфора, дифосфин P2H4 — летучая, самовоспламеняющаяся на воздухе жидкость. Пары ее уже в небольшом количестве (одна пятисотая часть) вызывают самовоспламенение фосфина даже при минус 40°С. При этом параллельно идут несколько реакций: 4P + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2, 6P + 4KOH + 4H2O = P2H4 + 4KH2PO2, 2P2H4 + KOH + H2O = 3PH3 + KH2PO2, KH2PO2 + 2KOH = 2H2 + K3PO4. Если мы исключим из газовой смеси дифосфин (что мы и сделали при помощи концентрированной соляной кислоты) — самовоспламенение прекращается. При взаимодействии с HCl дифосфин разлагается на фосфин, фосфор и твердые низшие фосфористые водороды — высокомолекулярные соединения PxHy. «Самовоспламеняющийся» фосфин можно получить и другим способом. Он образуется при реакции фосфида кальция с водой: Ca3P2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ca(OH)2, Ca3P2 + 6H2O = P2H4 + H2 + 3Ca(OH)2. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

В XIX — начале XX века английская компания «Морская ассоциация защиты жизни Холмса» (The Holmes' Marine Life Protection Association) выпускала различные типы сигнальных устройств, основанных на реакции фосфида кальция с водой и самовоспламенении выделяющегося фосфина. Их использовали на спасательных кругах, в качестве сигналов бедствия. Было выдано несколько патентов на устройства — Джозеф Р. Холмс и Дж. Х. Плейер (1876), Джозеф Р. Холмс (1885, 1887) и т. д. Оловянные коробки, наполненные фосфидом кальция, закрепляли на деревянных буйках. Жестянки прокалывали и выбрасывали за борт. Позже в таких устройствах стали использовать карбид кальция, выделяющийся ацетилен воспламенял «запал» из фосфида кальция. Раньше сомневались в самом факте образования фосфина при гниении органики. Теперь доказано, что он может выделяться при анаэробной ферментации. Конечно, выделяется его немного. Видимо, нужно особое редкое сочетание условий, чтобы газ самовоспламенялся. В «Химии и жизни» (2014, 6) на эту тему была интересная статья «Миф о самовозгорании болота». В подавляющем большинстве случаев воспламенение болотных газов действительно не происходит, однако отрицать явление из-за его редкости нельзя, есть достоверные свидетельства очевидцев. Фосфин в смеси с кислородом может медленно окисляться, особенно в присутствии паров воды, и дает из-за хемилюминесценции светящееся в темноте зеленое облако. Это явление подобно свечению белого фосфора в темноте. То есть свечение болотных газов — это, судя по всему, хемилюминесценция, хотя в совсем редких случаях и горячее пламя.

Эксперименты на природе… Помимо наблюдения блуждающих огней в природе и простейших опытов с ними, ученые стремились создать их в лаборатории. Французский химик Андре Дюма попытался сделать самовоспламеняющуюся смесь, горящую, подобно природным огням, бледным пламенем. Он действовал разбавленной серной или соляной кислотой на смесь сульфида железа и фосфида кальция. Получалась самовоспламеняющаяся на воздухе смесь сероводорода и фосфина с примесью дифосфина. Однажды ночью Дюма установил прибор для получения газа у себя в саду, и все присутствующие при этом опыте могли любоваться искусственными блуждающими огнями. Французский химик Местрелль не ограничился имитацией. В октябре 1905 года он начал ряд своих опытов на болотах около Руана, где иногда видели блуждающие огни. Местрелль сам наблюдал за этими огнями в течение целого часа. Он старательно отметил то место на болоте, где они вспыхивали. На другой день он раскопал это место и на глубине 2,8 м нашел полусгнивший труп оленя. Труп убрали, и после тут уже никогда не видели блуждающих огоньков.

Затем Местрелль, чтобы окончательно выяснить вопрос о происхождении блуждающих огней, приступил к проверочным опытам. На торфяном болоте около Версаля он закопал труп павшей коровы и поручил жившему поблизости полевому сторожу каждую ночь поглядывать на это место, не появятся ли на нем огоньки. Их заметили лишь три года спустя, летом 1909 года, причем в жаркую и сухую погоду огней было особенно много. Местрелль выкопал труп коровы и перенес его в другое место, отстоявшее на 107 м от первого. Тогда на старом месте огоньки прекратились, но стали появляться на новом. Несмотря на убедительность опытов Местрелля, не все ученые увидели связь между появлением огней и гниением. Особенно упорно спорил с ним парижский физик Лорман, пока не закопал мозги нескольких десятков голов крупного рогатого скота в болотной почве. Не прошло и года, как он убедился в том, что Дюма и Местрелль были правы: на месте, где были зарыты мозги, стали появляться блуждающие огни. Так исследователи сделали настоящие блуждающие огни. Однако ученые того времени не смогли проанализировать состав газа — методы анализа и приборы были несовершенны. А когда чувствительные приборы и методы появились, научное сообщество уже потеряло интерес к этой проблеме. Тем не менее энтузиасты пытались что-то делать. В 1980 году Аллан Миллс из Лестерского университета (Англия) вводил небольшую примесь фосфина в поток природного газа. Концентрация фосфина была недостаточна для самовоспламенения, и на воздухе получалось зеленое свечение — люминесценция. Не так давно, в 2013 году, Луиджи Гарлашелли и Паоло Боскетти из Университета Павии (Италия) проверили наблюдения столетней давности: они подавали фосфин, кислород и инертный газ через три небольших сопла в основании вертикальной стеклянной трубки. При тщательной регулировке потоков, в темноте можно было увидеть слабое мерцающее свечение в верхней части трубки — хемилюминесценцию фосфина. Юзеф Жиховский, о котором мы уже упоминали, в 2014 году исследовал образование блуждающих огней в Ниеполомицком лесу вблизи Кракова, на месте массового захоронения. Преимущественно сосновый лес с примесью березы периодически затапливается, и почва закисляется до pH 5,9—6,3. В почве были найдены фосфиды, гидролиз которых и дает фосфин. Помимо обнаруженного фосфина, предлагается участие дифосфина и других соединений. Разумеется, для окончательной разгадки природы блуждающих огней нужно, подобно Местреллю и Лорману, поставить длительные полевые опыты, снять спектры полученных огней, отобрать пробы светящегося газа, исследовать их состав. К сожалению, это невозможно в условиях современной организации науки — грант на это никто не даст. Впрочем, надежда остается всегда.

…и на столе Можно предложить хорошую имитацию природных огней хемилюминесцентной природы — свечение паров фосфора. Это безопаснее и проще, чем получение фосфина. Светящимися парами фосфора пользовались для мистификации на модных спиритических сеансах в XIX веке. Трудно поверить, что даже ученые-естественники (У. Крукс, А.М. Бутлеров, О. Лодж и другие) всерьез верили, что на их глазах вызывают духов и материализуют призраков. Вот любопытное воспоминание бывшего спирита В.П. Быкова: «Мне лично рассказывал один очень известный московский фабрикант В.А. Хлудов, который в разное время истратил около 1½ миллионов на самостоятельное исследование спиритических феноменов, о таком случае: он выписал к себе известного итальянского медиума Евзапию Паладино, которая, как известно, удивительно ловко сама подделывает феномены. И вот в одно прекрасное время начинается сзади нее, в устроенном спиритическом кабинете, появляться большой световой флюидирующий столб. Это поразило Евзапию Паладино, и она попросила, чтобы на сеансе не участвовала одна старая знакомая организатора сеансов. Потом она согласилась ее допустить еще на один сеанс, но с тем условием, чтобы я, когда она кашлянет, схватил свою знакомую за левую руку. Я согласился. И вот, в тот самый момент, когда в комнате начал появляться световой столб, Евзапия кашлянула. Я моментально схватил за руку свою соседку и поймал какую-то нитку. Соседка стала вырывать ее из моих рук, а я у нее. В конце концов нитка очутилась в моих руках, а соседка впала в глубокий обморок. Сделали перерыв, во время которого я увидал, что нитка проведена к небольшому флакону, вроде чернильницы, горчичницы, в котором в каком-то масле плавали небольшие куски фосфора. И было ясно, что в то время, когда она с помощью нитки открывала этот флакон, из последнего выходил столб флюидирующего света, а когда флакон закрывался, он исчезал». Советуем самим посмотреть на свечение паров фосфора; делать это надо в полной темноте, и дать глазам привыкнуть. Теперь возьмите «фосфорный восковой карандаш», о котором мы рассказывали в статье «Сделай фосфор сам» в «Химии и жизни» (2021, 5). Если в полной темноте выдвинуть небольшой кусочек воскового столбика из шприца, то появляется длинный, 15—20 см, шлейф бледного светящегося тумана, который клубится и медленно рассеивается. При этом фосфора расходуется ничтожное количество — испарение идет из поверхностных слоев. Даже в малом масштабе это выглядит необычно и таинственно, что уж говорить о настоящих блуждающих огнях. Можно нарисовать на бумаге или стекле пятно и наблюдать, как возникают призрачные облачка. Малейшее движение воздуха перемещает эти «блуждающие огни». Сделаем миниатюрное «болото с блуждающими огнями». Опыт проводим в темноте и не забываем за-

щитные очки. Нам потребуется пластиковый контейнер или чашка, после опыта стенки покроются следами воска, поэтому лучше взять одноразовую или старую посуду. Заранее отрежем от нашего фосфорного карандаша кусочек размером с фасоль. Нальем в контейнер крутого кипятка и бросим в кипяток кусочек воска. Сразу возникает очень яркое зеленое свечение плавящегося куска, напоминающее горение. Похоже на зеленое солнце с лучами. Это интенсивно окисляются пары фосфора с поверхности воска. При этом можно услышать потрескивание и увидеть микроскопические вспышки капелек фосфора. Потом кусок воска разбивается на двигающиеся капли. Они бегают по поверхности, светясь, как рои светлячков или звездочки. Мерцают и искрятся, то слабея, то вспыхивая. Испускают вокруг себя светящиеся волны и облачка. От контейнера вверх идет и клубится светящийся туман. Опыт эффектный, однако съемка удается плохо из-за недостаточной чувствительности камеры.

Что светится и при чем здесь фосфин? Попробуем подвести итоги. Мы имеем множество старинных статей, датированных XVIII—XIX веками. Это описания очевидцев явления, среди которых есть известнейшие ученые. Сослаться на ошибки наблюдений и не химические причины явления не можем. Однако никаких анализов газа тогда не делали, пробовали лишь помещать в огни различные подручные средства — бумагу, вату, трость… Эксперименты Местрелля и Лормана по получению настоящих блуждающих огней в природной обстановке нам известны лишь по пересказу статей в журнале «Нива» за 1913 год. Оригиналы работ найти не удалось, впрочем, это очень частое явление для работ начала XX века. Позднейшие исследователи не могли закопать труп коровы в торфяник и на протяжении лет смотреть, что выйдет. Попытки упростить и уменьшить масштаб не удались. Известно, что фосфин дает хемилюминесценцию, при этом получается зеленоватое свечение. Однако играет ли он основную роль в хемилюминесценции газов блуждающих огней, нам неизвестно. Пока не будет собран газ или исследованы непосредственно природные огни, все сводится к гаданиям и предположениям. Ситуация отчасти напоминает положение дел с изучением шаровой молнии. Молнии повезло больше, чем блуждающим огням, есть монографии и статьи, ее изучают гораздо тщательнее ввиду опасности для людей и возможного прикладного интереса. Однако шаровая молния до сих пор не получена в лаборатории, как нет и внятного объяснения, что же это такое. Повезло, что случайно удалось снять ее спектр. Блуждающие огни выпали из поля зрения науки и вошли в копилку занятных полузабытых фактов. Хочется верить, что ответ на эту загадку все же будет найден. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Фото: John Clouston | flickr.com

Размышления

Кандидат биологических наук

С.В. Багоцкий

Восемь вопросов о теории эволюции Стержнем биологической науки по праву считается теория эволюции. Теория естественного отбора, созданная Чарльзом Дарвином, в первом приближении объясняет приспособленность живых организмов и разнообразие форм жизни. В середине XX века на основе теории Дарвина и современной генетики сформировалась синтетическая теория эволюции (СТЭ). В настоящее время с ее положениями согласно большинство биологов. Тем не менее многое остается неясным, а 40

многое ясное специалистам неспециалисты традиционно понимают неправильно. До сих пор еще приходится слышать и читать, что «естественный отбор — это выживание сильнейших» (двойная неточность: наиболее приспособленная особь необязательно «сильнейшая», а выжить недостаточно, самое важное — передать свои гены потомству). Поговорим о сложных вопросах теории эволюции — о тех, которые уже решены, и о тех, что еще ждут решения.

«Когда я смотрю на перо в хвосте павлина, мне дурно!» — писал Чарльз Дарвин в 1860 году. Каким образом естественный отбор мог создать столь непраутичное украшение?

1. Какие существуют формы изменчивости? Материалом для эволюции Дарвин считал различия между особями одного вида. Эти различия он назвал внутривидовой изменчивостью и предложил классификацию: изменчивость наследственная или ненаследственная, определенная (однонаправленная) или неопределенная (разнонаправленная). Представления о наследственности в середине XIX века были смутными. Тем не менее Дарвин интуитивно понял, что изменения, проявляющиеся одновременно у большого числа особей при изменении внешних условий, не связаны с изменением наследственных задатков. А редкие разнонаправленные изменения могут быть связаны. Например, растения, выращенные при недостатке света, часто растут в высоту; длина стеблей или стволов оказывается больше, чем у сородичей, выращенных при нормальном освещении. Они меняются строго определенным образом, изменения фенотипа имеют приспособительную ценность, однако наследственные задатки остаются неизменными. Имеющиеся у растений генетические программы предусматривают развитие по разным траекториям в различных условиях.

Учим слова Популяция и ии

и ни н ьн из и

я н я и ж нн я

н ни и , и

н и и ж ж я ь, я я я ии, из я генотипом н м аллелей, ь и и ж из н , и фенотипом н м н и и нн нн ния и изи ии ь ин мн н низм н н мя иями, н из н м и, я я ия м из я генофондом н м зн и и н и фондом фенотипов (фенотипической изменчивостью) н м з и и н н и я и н низм жн ж и ь

Изменения наследственных задатков возникают индивидуально у разных особей и не имеют направленности. Поэтому наследственная изменчивость будет неопределенной. Существует ли определенная наследственная изменчивость, проявляющаяся предсказуемо и одинаково у разных видов, оказавшихся в определенных условиях? (Подчеркнем: речь именно об изначальной изменчивости, а не о последующем действии отбора, имеющем направление.) С точки зрения современной науки такое возможно благодаря горизонтальному переносу наследственной информации — не от предка потомку, а от одной особи к другой, которой она не приходится родителем. В результате такого переноса значительная часть популяции может получить новые гены за короткий промежуток времени. Именно так бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам: наборы генов, которые обеспечивают разрушение лекарства или его удаление из бактериальной клетки, передаются не только внутри вида, но даже между отдаленными видами. Список доказанных случаев горизонтального межвидового переноса генов с участием животных и растений (например, между растением и паразитическим грибком) довольно обширен, и некоторые признаки, приобретенные таким путем, с натяжкой можно считать «определенной наследственной изменчивостью». Тем не менее, у многоклеточных вклад этой формы изменчивости, по-видимому, скромен. При всей непредсказуемости наследственная изменчивость ограничена определенными рамками. Науке неизвестны млекопитающие с зеленой шерстью, хотя зеленая окраска идеально маскирует животное на фоне травы. Наследственная вариация, ведущая к

н и н н и и м и зн ми н и ми им з и н н жи ь и и ь м м н ни н и и н и я ии м н м м ня я и з н м н изм н ния н ни н и и я и з ними н и н з естественным отбором. з ь нн я ия и и н и я зн н и и и изн и приспособления. я з н м н ми изм н ниями н ни н и и н и м я ия м и и ь и и н изм н ния, н з я дрейфом генов Поток генов м ж я иями н и ж и и и я ни из н я ии и и з я и ь ин м н н и

н и м и м изолирующие механизмы, м н я я з и ия н м нии, и ь м , нн м ж и иния, нн м з , и м и, м ни и н н н репродуктивной изоляции и и и иня я н и м и и ини , м , м я и ни , и , и , и и и я жи н , я и и я , жи н ни н з я и ми , и и и , м , я ии н з я таксонами им н м жн н и и м ии и , м и н

н з

м я

рангом

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

появлению зеленой шерсти, просто не может возникнуть. При этом птиц с зелеными перьями и ящериц с зеленой чешуей сколько угодно. Некоторые исследователи, в частности А.А. Любищев (1890–1972), считали ограничения изменчивости важным фактором, в значительной степени определяющим направления эволюции.

3. Постоянна ли скорость эволюции? Дарвин считал процесс эволюции медленным, но эта точка зрения вызывала сомнения уже в XIX веке. И в конце XIX, и в XX веке многие исследователи предлагали модели быстрой эволюции. В конце 1960 — начале 1970-х годов Стивен Гулд и Нильс Элдридж изучили остатки моллюсков в озерных донных отложениях и пришли к выводу, что скорость эволюции этих моллюсков неравномерна. На основании этих данных Гулд и Элдридж сформулировали теорию прерывистого равновесия, согласно которой короткие периоды относительно быстрых изменений чередуются с длительными периодами застоя. Сейчас принято считать, что верны обе концепции, и постепенной эволюции (градуализм), и скачкообразной (пунктуализм). В истории вида быстрая и медленная эволюция могут сменять друг друга. Судя по всему, из-за дрейфа генов быстрые эволюционные изменения происходят в малых, относительно изолированных популяциях. Об этом мы поговорим ниже.

2. Всегда ли эволюция приспособительна?

Манжетка — партеногенетическое растение, и с видами у него все сложно

4. Что такое виды и каковы механизмы их образования? Представление о существовании дискретных биологических видов сформировалось достаточно давно. Вначале виды определяли просто по внешнему облику, но потом осознали, что не все особи внутри одного вида одинаковы. Типологическая концепция вида уступила место биологической концепции, согласно которой единство вида определяется способностью его представителей производить плодовитое потомство друг с другом. Скрещивание между особями разных видов если и происходит, то редко; потомство от такого скрещивания появляется еще реже; и совсем редко это потомство само способно раз-

Фото: Андрей Константинов

Классический дарвинизм рассматривал эволюцию только как результат действия естественного отбора. С этой точки зрения все признаки, закрепляющиеся в процессе эволюции, являются приспособительными. (Кроме, возможно, тех, которые американские биологи Стивен Гулд и Ричард Левонтин назвали «спандрелами», или «антревольтами», — признаки, не имеющие собственной приспособительной ценности, но конструктивно связанные с другими признаками. В архитектуре спандрелами называют изогнутые участки стен, которые образуют арки. Есть мнение, что подбородок современного человека — спандрел.) Однако важную роль в эволюции могут играть и чисто случайные процессы. В 1931 году один из создателей математической теории эволюции Сьюэлл Райт (1889–1988) ввел понятие дрейфа генов — случайного изменения частот аллелей, не обусловленного их приспособительной ценностью. В больших популяциях такие случайные изменения маловероятны, однако в малых популяциях с резкими колебаниями численности дрейф генов может играть важную роль. Суть его в том, что новому поколению передается не все разнообразие аллелей предковой популяции, например, из-за гибели значительного числа особей и случайного выживания некоторых. На первый взгляд кажется, что это, безусловно, вредное явление — потеря разнообразия. Но из-за дрейфа генов получают свой шанс перспективные аллели, которые иначе остались бы «в тени» других, дающих больше сиюминутной выгоды. И еще одна тонкость. В больших популяциях значительная часть наследственной изменчивости не проявляется в фенотипе. Это в первую очередь связано с явлением доминантности и рецессивности аллелей. Рецессивный аллель проявляется фенотипически только в паре с другим таким же аллелем, полученным от другого родителя. В больших популяциях вероятность получить от обоих родителей один и тот же редкий аллель мала, но в малых популяциях благодаря дрейфу генов она возрастает. Поэтому в них, как ни странно, фенотипическая изменчивость может быть выше, чем в больших.

ство видов манжетки размножается посредством соматического партеногенеза — плод развивается из зародышевой клетки без опыления. В результате ботаники так и не пришли к единому мнению, виды ли это: раньше их объединяли в один вид «манжетка обыкновенная», теперь его считают сборным. В «Происхождении видов» Чарльз Дарвин фактически обсуждает не происхождение видов, а происхождение приспособлений. На вопрос, как из одного вида получается два, теория Дарвина ответа не дает. Она лишь намечает некоторые подходы к поиску ответа. Классическая теория Дарвина предлагает следующий механизм образования двух видов из одного. По каким-то причинам область обитания исходного вида разделяется на две части, контакты между которыми оказываются невозможными или резко сокращаются. Это разделение необязательно географическое, новая экологическая ниша может возникнуть на той же территории: например, новый вид растения, которым питается нелетающее насекомое. А затем обитатели обеих частей постепенно эволюционируют в разных направлениях. В конце концов между ними накапливаются различия и они становятся разными видами. Современная теория эволюции представляет процесс видообразования несколько по-иному. Похоже на то, что виды образуются из маленьких популяций, кото-

Серебристая чайка и клуша. Шаг за шагом вокруг Арктики один вид разделился на два Фото: Corine Bliek, Pete Beard | flickr.com

множаться. Вид обладает генофондом, изолированным от генофондов других видов. Биологическую концепцию вида четко сформулировал в 1942 году американский орнитолог и эволюционист Эрнст Майр. Нетрудно заметить, что биологическая концепция вида в такой формулировке применима лишь к организмам, у которых есть половой процесс. Однако существуют организмы, у которых полового процесса с участием двух родителей нет (в большинстве случаев он был у предков, но исчез в процессе эволюции). Можно ли говорить о виде у таких организмов? Вот, например, манжетка, всем известное луговое растение с красивыми зубчатыми листьями. Большин-

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

рые по неким причинам обособились. Таким образом, видообразованию способствует не только отбор, но и дрейф генов (случайное и неприспособительное изменение доли отдельных наследственных задатков). Согласно этим представлениям, видообразование может происходить намного быстрее, чем в модели Дарвина. Резкие изменения в малых популяциях в результате дрейфа генов Эрнст Майр называл «генетической революцией». Возможно и мгновенное возникновение репродуктивной изоляции при изменениях в хромосомном наборе, например слиянии двух хромосом в одну. Набор генов не меняется, мутации не накапливаются, но получение потомства с предковым видом становится невозможным, в результате эволюционные пути расходятся. Классическую дарвиновскую модель мы можем назвать «видообразованием путем деления», модель быстрого образования новых видов в малых популяциях — «видообразованием путем почкования». Во втором случае можно легко выделить «родительский» и «дочерний» вид. Эффектный пример видообразования — околополярное кольцо чаек. Когда-то общий предок серебристой чайки Larus argentatus и клуши Larus fuscus жил в районе Берингова пролива, а затем начал расселяться на запад и на восток. И чем дальше чайки расселялись, тем сильнее менялись. В конце концов они встретились на севере Скандинавского полуострова, и оказалось, что чайки, пришедшие с запада, не скрещиваются с чайками, пришедшими с востока, то есть они ведут себя как два разных вида. Хотя, казалось бы, во время расселения полного разрыва ареала не происходило. Репродуктивная изоляция не всегда абсолютно непреодолима. Появление плодовитого потомства может быть не невозможным, а всего лишь маловероятным. Тогда некоторые популяции двух (или большего числа) видов могут слиться в один новый вид. Среди растений видообразование путем гибридизации встречается достаточно часто. Так, слива — гибрид терна и алычи.

5. Существуют ли в реальности надвидовые таксоны? Биологическая концепция вида предложила достаточно четкие критерии принадлежности организмов к одному виду. Но есть ли у нас четкие и однозначные критерии, по которым два вида могут быть отнесены к одному роду? А два рода — к одному семейству? Или роды, семейства, отряды, классы, отделы (типы) выделяются чисто условно и субъективно? Недаром биологи спорят о таксономической классификации и все время меняют ее, причем изменения захватывают самые крупные таксоны. Старшие поколения читателей, когда учились в школе, очень удивились бы, узнав, что археи не разновидность бактерий, а третий домен жизни, равный по положению бактериям и организмам, имеющим ядро в клетке. Для натуралиста, знакомого с природой своей местности, здесь нет проблем. Он уверен, что семейства

бобовых или сложноцветных существуют объективно. Единство семейства определяется сходством конструкции. А для чистого теоретика, питающего склонность к схоластике, проблема есть, ему нужен формальный критерий. Увы, но такого критерия, пригодного для всех случаев жизни, нет. Потому и приобретают популярность странные представления о том, что крупные систематические группы объективно не существуют. Чтобы убедиться в реальности существования надвидовых таксонов, можно вернуться к старому доброму типологическому подходу и признать, что крупный таксон — это реализация определенной конструктивной идеи в группе родственных видов. (Уточнение «родственных» важно.) Великий биолог Карл фон Бэр еще в XIX веке сформулировал представления о ядре и периферии таксона. Ядро включает один или несколько таксонов более низкого ранга, и в нем сконцентрированы формы, в которых основная конструктивная идея представлена в наиболее чистом и развитом виде. В ядре таксона, как правило, выше видовое разнообразие: с главной идеей сочетается большее число вариаций. Так, ядро семейства лютиковых — род лютик. В этом роде идея семейства лютиковых достигла расцвета: просто устроенный цветок правильной формы с чашечкой и венчиком, большим числом тычинок и односеменных пестиков. А у большинства других родов этого семейства идея или не получила должного развития, или была деформирована. У купальницы сохраняются архаичные признаки, такие как расположение лепестков по спирали, у ветреницы нет венчика, но зато чашелистики окрашены, а у борца, водосбора и живокости цветок приобрел замысловатую форму, которую нельзя не рассматривать как деформацию исходной идеи. Все эти роды мы можем считать периферией семейства. По большому счету логика здесь та же, что в современных методах анализа и сравнения геномов: группировка по степени сходства помогает обнаружить реально существующее родство. Через два века после фон Бэра этим занимается молекулярная филогенетика, от слов «филогенез» — историческое развитие организмов и «генетика». Она устанавливает родственные связи между таксонами (или представителями одного вида), сравнивая последовательности ДНК, РНК или белков. Реконструкция предковой последовательности, от которой должны были произойти все остальные после ряда мутаций, чем-то напоминает «идею таксона». С помощью специальных алгоритмов строятся филогенетические деревья, похожие на эволюционные деревья из старых учебников, но с математически выверенными длинами ветвей. При взгляде на них сразу видно, какие таксоны действительно похожи на раскидистые ветви с центральными и боковыми отростками, а какие представляют собой веники из прутиков, связанных веревочкой. Почти одна и та же конструктивная идея может реализоваться и в неродственных группах. И когда молекулярная филогенетика это обнаруживает, привычные таксоны приходится делить и перегруппировывать. Так,

благодаря исследованиям ДНК зоологи отказались от единого отряда насекомоядных: в отдельные отряды выделены тупайи, прыгунчики, шерстокрылы, новым отрядом также стали златокроты, тенреки и выдровые землеройки. Прежний отряд насекомоядных комментаторы эпохи ДНК-анализа называют «мусорной корзиной для мелких млекопитающих, которые едят насекомых».

6. Какова роль индивидуального и группового отбора в эволюции? Концепция группового отбора должна была объяснить появление полезных для группы организмов признаков, полезность которых для отдельного организма проблематична. Этот термин ввел Веро Винн-Эдвардс в 1962 году. Групповой отбор связан с конкуренцией между группами организмов, индивидуальный — с конкуренцией между отдельными организмами. Хорошо известна конкуренция между совместно обитающими экологически близкими видами. Она зачастую кончается вытеснением одного вида другим: серая крыса вытесняет черную, таракан пруссак — черного таракана. Но когда говорят о межгрупповой конкуренции и групповом отборе, обычно имеют в виду конкуренцию между группами внутри вида. Сам факт существования группового отбора вызывает дискуссии: например, Ричард Докинз — противник этой концепции. По его мнению, единица отбора — ген, и реален лишь генный отбор, а разнообразные проявления того, что мы называет «альтруизмом» или «сотрудничеством», — лишь помощь гена своим копиям, находящимся в других «машинах выживания». Так работает, например, родственный отбор (кинотбор), идею которого развили в 1950–1960-е годы Джон Холдейн и Уильям Гамильтон. Сущность этой теории заключается в том, что особь контактирует с близкими родственниками значительно чаще, чем с другими представителями своего вида. А у родственников многие генные аллели общие. И если особь даже в ущерб себе поможет нескольким своим братьям, несущим тот же «аллель альтруизма», то этот аллель окажется в выигрыше и закрепится в популяции. Теория кин-отбора использует понятие совокупной приспособленности — эволюционного успеха, выраженного в числе выживших потомков и других кровных родственников. Популярна и идея реципрокного, или взаимного альтруизма, которую предложил Роберт Триверс, один из самых влиятельных эволюционистов. И Докинз, и многие другие вдохновлялись его статьями. В популяции, где особи знают друг друга, для каждой отдельной особи выгодно помогать тем, кто помогает тебе, и не помогать тем, кто тебе не помогает. В результате наследственный фактор, поощряющий стратегию поведения «как с тобой, так и ты», закрепится естественным отбором. Однако чтобы объяснить с помощью этой теории конкретные случаи альтруистического поведения, необходимо доказывать, что животные данного вида запоминают «честных партнеров» и отличают их от «лентяев-эксплуататоров». А это не всегда просто (см. «Химию и жизнь», 2015, 5).

Оппоненты Докинза в вопросе о групповом отборе, известный американский биолог Эдвард Уилсон, его однофамилец Дэвид Слоан Уилсон и их сторонники, считают, что признаки, повышающие приспособленность одной группы по сравнению с другой, трудно и неудобно объяснять действием отбора на уровне особей (см. «Химию и жизнь, 2008, 5; 2012, 8). И кин-отбор, и теория взаимного альтруизма, по их мнению, не полностью описывают реальность. Они ввели понятие многоуровневого отбора: единица отбора — ген, но мишенью отбора может быть как особь, так и популяция. Одни гены распространяются, повышая приспособленность индивида, другие — повышая приспособленность групп. Когда альтруистические группы получают преимущества над группами, состоящими из эгоистов, распространяется «ген альтруизма», невыгодный отдельно взятой особи. Сторонники этой теории также высказали предположение, что когда по какой-то причине в группы объединяются неродственные особи — у насекомых ли отключается генетическая программа, требующая держать дистанцию с другими, или приматы начинают охотиться стаей, — этого может быть достаточно для запуска группового отбора. Совместное обитание оказывается важнее генов (возмутительное допущение с точки зрения концепции «эгоистичного гена»). Далеко не все согласны с тем, что теория многоуровневого отбора объясняет какие-то факты, которых не объясняют кин-отбор и взаимный альтруизм, но Уилсона и Уилсона продолжают цитировать. Вопрос о роли группового отбора в эволюции человека на сегодняшний день остается открытым. Но эволюция культуры и общества подчиняется законам группового отбора. Культурные факторы — конкурирующие единицы информации, которые с легкой руки Докинза называют мемами, — не передаются по наследству, а распространяются в группах, сплачивают их и зачастую способствуют изоляции от других групп. Возможно, самую популярную отечественную модель межгрупповой конкуренции, группового отбора и его соотношения с индивидуальным отбором у человека предложил историк и этнограф Л.Н. Гумилев (1912–1992). По Гумилеву, жизненный цикл этнической общности начинается с небольшой группы людей, тон в которой задают «пассионарии» — люди, для которых по каким-то причинам — в том числе, возможно, и генетически обусловленным — групповые интересы важнее личных. Общность, обогащенная такими людьми, получает преимущество перед другими (действие группового отбора), но затем, когда она становится большой, преимущество получают индивидуалисты (действие отбора на уровне индивида). Накопление неуправляемых индивидов в итоге приводит к печальным последствиям для группы. Причиной появления большого числа пассионарных особей Л.Н. Гумилев считал повышенную мутабельность, вызванную некими космическими факторами. Но это предположение излишне. Критическая доля пассио«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

нарных личностей в каком-то месте может возникнуть в определенных условиях, когда подобные личности собираются вместе.

Микроэволюцией называется постепенное изменение генофонда популяций и видов, а также образование новых видов. Макроэволюцией — появление крупных таксонов. В учебниках по биологии и теории эволюции пишут, что элементарная единица микроэволюции — популяция, исходный материал для микроэволюции — наследственные вариации (мутации и модификации), движущая сила — внутривидовая конкуренция, механизм — отбор (большей частью индивидуальный) и дрейф генов, результат — изменение соотношения генотипов и фенотипов в популяции и образование новых видов. Обычно добавляют, что механизмы макроэволюции принципиально не отличаются от механизмов микроэволюции. Но так ли это? Можно ли себе представить, что в результате единственного акта видообразования из динозавра получилась птица? Поверить в такое трудно. Превращение динозавра в птицу должно было включать много актов видообразования и вымирания промежуточных видов, не доросших до новой гармоничной конструкции. Полагаю, что элементарной единицей макроэволюции следует считать группу совместно обитающих близкородственных видов. Микроэволюция лишь поставляет исходный материал для макроэволюции — новые виды, а движущей силой макроэволюции является межвидовая конкуренция, приводящая к гибели одних видов и широкому распространению других. Механизмом макроэволюции следует считать отбор видов, результатом — образование новой крупной таксономической группы. В мире есть интересные места, где на относительно маленькой территории собрано большое число близкородственных видов («пучки видов»), которые почти нигде более не встречаются. В озере Байкал живет более 200 видов рачков-бокоплавов и более 100 видов планарий, которых нигде больше не найдешь. А озеро Виктория в Африке поражает огромным разнообразием рыб из семейства цихлид. Почему в этих местах идет интенсивное видообразование? И почему оно захватывает не все, а только некоторые группы живых организмов? Убедительного ответа на этот вопрос сегодня нет. Но похоже, что именно в таких местах и идет макроэволюция. Если мы захотим создать в нашей стране исследовательский центр, изучающий макроэволюцию, то создать его нужно на берегах озера Байкал.

8. Какова роль отдельных организмов в эволюции? Теория естественного отбора в ее традиционной форме рассматривает организм как нечто пассивное: мишень отбора, машину выживания, построенную генами. Его

Фото: Андрей Константинов

7. Одинаковы ли механизмы микро- и макроэволюции?

Селезни кряквы летом «переодеваются», меняют яркое оперение на скромное, такое же, как у самок. На верхнем фото голова еще покрыта переливчатыми перьями, на нижнем — они почти исчезли. Носить роскошный брачный наряд круглый год слишком дорого по эволюционным меркам: он чересчур заметен

судьбу определяют набор наследственных вариаций и направление естественного отбора. Может ли мама повлиять на гены своих детей? Да, может, и делает это, когда выбирает своим детям папу. Но здесь появляются серьезные эволюционные ловушки. Некоторые парадоксальные результаты полового отбора имеют мало общего со скучной «приспособленностью». Приспособительная ценность хвоста павлина во всех сферах его жизни, кроме поиска партнерши, отрицательная. Чем длиннее хвост, тем больше вероятность попасть в лапы к хищнику, тем не менее длинный хвост не исчезает. Вероятно, когда-то самки семейства фазановых по яркости оперения и длине хвоста «судили»

о здоровье партнера. Но потом, как это часто бывает не только в эволюции, началась работа на показатель. Однако насколько свободны в выборе «машины выживания генов»? Гипотетическая самка, которая предпочтет среди доступных партнеров не самого «качественного», будет оштрафована эволюцией: для ее генов снизится вероятность процветания в будущих поколениях. Более того, рассудительная самка, которая выберет здорового, но короткохвостого павлина, тоже рискует. Ее короткохвостым сыновьям будет трудно найти себе партнерш, и репродуктивный успех семьи снизится. Эта «гипотеза сексуальных сыновей», предложенная Патриком Уэзерхедом и Рэли Робертсоном в 1979 году, объясняет, почему причудливые брачные наряды не исчезают под давлением отбора. Есть и другое объяснение: концепция гандикапа, которую сформулировал в 1975 году израильский биолог Амоц Захави. Признаки, снижающие приспособленность, важны для привлечения самок, потому что они честно сигнализируют об отменном качестве самца. Если все самцы отрастили себе по два длинных перышка в хвосте, уже трудно понять, кто из них на самом деле не страдает от глистов и авитаминоза. Но тот, кого не съели хищники, несмотря на огромный тяжелый хвост, наверняка очень сильный и здоровый. Длинный хвост самца служит рекламой высокого качества его генов — рекламой, не вводящей в заблуждение. Концепция выглядит эксцентрично, однако за полвека накопились аргументы в ее пользу. Возможно, в долговременной перспективе павлины обречены на вытеснение другим видом, у которого самцы не такие пышнохвостые. Ошибку микроэволюции исправит макроэволюция. Но пока что и павлины, и другие птицы с длинными хвостами процветают. Интересно, что в 1995 году Амоц Захави, исходя из своих наблюдений за высокосоциальным видом птиц —

Фото:jen | flickr.com

Павлин — жертва полового отбора. Жить с таким хвостом тяжело, отказаться от него невозможно

арабскими говорушками, предложил рассматривать альтруизм как гандикап. По его мнению, альтруистическое поведение, такое как кормление чужих детенышей, повышает «престиж» особи. Доминантные говорушки могут демонстративно кормить подчиненных, чтобы указать им на их место (см. «Химию и жизнь, 2003, № 5.) Аналогичным образом можно объяснить крик птицы, которая предупреждает стаю о появлении хищника, но при этом обращает его внимание на себя. Только высокоприспособленный организм может такое себе позволить; плохо приспособленных благородство погубит. Вредная с точки зрения интересов индивида генетическая вариация передается потомству, потому что тянет за собой шлейф полезных генетических вариаций. Любопытно рассмотреть в рамках этой гипотезы некоторые человеческие типажи — признанных лидеров, избранников прекрасных дам. «Был король, как король, всемогущ. И если другу станет худо и вообще не повезет, он протянет ему свою царственную руку, свою верную руку — и спасет». Другой способ активного воздействия на эволюцию — изменение поведения. Новый тип поведения, ставший массовым благодаря подражанию, может изменить характер взаимодействия с условиями, в которых обитает вид, тем самым повлиять на полезность или вредность разных наследственных вариаций — и на направление отбора. «Поведение — это разведка эволюции», — говорил популярный у студентов МГУ преподаватель Константин Николаевич Благосклонов (1910 –1985). Хороший пример таких изменений, которые происходят у нас на глазах, — заселение городов дикими видами. Животные активно осваивают пищевые возможности помоек, селятся на чердаках и в подвалах, учатся взаимодействовать с людьми и манипулировать ими. Первоначально ненаследственные изменения со временем «подкрепляются» генетическими: певчие виды птиц начинают петь на более высоких нотах, лучше слышных в городских шумах, у ящериц анолисов, заселяющих города Пуэрто-Рико, изменяется строение лапок, чтобы они могли быстрее бегать по гладким стенам и оконным стеклам. Похоже на то, что города становятся очагами биологической эволюции и, в обозримом будущем именно в них начнут появляться новые таксоны. Специалистам в области теории эволюции больше не нужно ездить в экспедиции: самый интересный материал находится прямо в Москве. Многие люди, далекие от науки, считают, что в теории биологической эволюции все ясно, ее построение закончено, а серьезные исследователи занимаются другими вещами. Другие придерживаются иного заблуждения: «современная наука доказала, что Чарльз Дарвин был неправ». То и другое неверно. Дарвинизм остается основой современных эволюционных представлений. Но в механизмах эволюции все еще много загадочного, и работы для серьезных исследователей здесь достаточно. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

414x166

Здоровье Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Недоспать и переесть Многие люди в наше время слишком мало спят и страдают от лишнего веса. Вопрос в том, наблюдаем ли мы совпадение или причинноследственную связь? Оказывается, связь существует. Кто мало спит, тот много ест.

Время мелатонина Человек, который мало спит, представляется нам худощавым и активным, у него тысяча дел — присесть некогда. А кто много спит, тот пухлый лентяй. Ему бы встать пораньше и на пробежку или в спортзал, а он дрыхнет.

Эту точку зрения подтверждают и научные данные. Несколько лет назад специалисты из Саудовской Аравии обследовали почти три тысячи старшеклассников 15—19 лет из трех крупных городов страны, половина из них — девочки. Данные об их образе жизни получили из опросов. Оказалось, что школьники, которые спят по восемь и более часов, не занимаются спортом и ведут малоподвижный образ жизни, а подростковый недосып связан с высоким уровнем физической активности. Однако такой традиционный образ характерен только для саудовских подростков. У юного и взрослого населения других стран все наоборот. Недавно специалисты Медицинской школы Уорвикского университета

ия Сергея Тюнина

(Великобритания) провели анализ научных публикаций, посвященных связи сна и ожирения у 30 тысяч детей и более чем 600 тысяч взрослых. Оказалось, что у людей от двух до 20 лет потеря одного часа сна увеличивает риск ожирения на 80%. У подростков 10—16 лет каждый дополнительный час сна ассоциируется со снижением индекса массы тела (ИМТ) на 3,6 пункта и с уменьшением содержания жира. В некоторых исследованиях короткий сон увеличивает вероятность ожирения в два раза. Нарушения обмена веществ при недосыпе во многом связаны с тем, что люди не наблюдают свои циркадные часы. Жизнь человека подчинена циркадному (околосуточному) ритму, о чем «Химия и жизнь» писала много раз. Главные часы нашего тела находятся в отделе гипоталамуса, который называется супрахиазматическим ядром. В крайне упрощенном варианте их работа выглядит так. Нейроны супрахиазматического ядра

синтезируют белки CLOCK и BMAL1, которые контролируют работу многих генов в разных органах и тканях: легких, сердце, скелетных мышцах, кишечнике, печени и почках. В числе прочих под контролем циркадных часов находятся гены Per и Cry, Rev и ROR. Белки этих генов постепенно накапливаются в разных клетках, и, когда их концентрация достигает определенного значения, PER и CRY1 подавляют работу комплекса BMAL1:CLOCK, а REV и ROR сдерживают активность гена Bmal1. За ночь все эти белки разрушаются, и гены CLOCK и BMAL1 возобновляют свою работу — начинается новый циркадный цикл. Второй важный компонент циркадных часов — эпифиз, в нем синтезируется гормон мелатонин, который, помимо множества других функций, синхронизирует работу периферических органов и тканей. Работа циркадных часов зависит от освещенности. Эпифиз вырабатывает мелатонин в темное время «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

суток, восход солнца усиливает активность супрахиазматического ядра. Тем не менее даже при изменении внешних факторов организм сохраняет установившийся внутренний ритм. Исследователи выяснили это еще в XVIII веке, когда французский хронобиолог Жан-Жак д'Орту де Майран (1678—1771) поместил мимозу в темный ящик и обнаружил, что в отсутствие солнечного света она продолжает периодически раскрывать и закрывать листья. У людей, которых помещали в искусственный 28-часовой цикл свет/темнота, период сна и бодрствования изменился на 28-часовой, а синтез мелатонина и ритм изменения температуры тела попрежнему подчинялись 24-часовому периоду. Прием и переваривание пищи также происходят по внутренним часам: свое время для еды и траты калорий, свое время для сна (см. «Химию и жизнь», 2015, 6). Днем, в период бодрствования, физической активности и питания, поджелудочная железа выделяет инсулин, печень синтезирует гликоген и желчные кислоты, жировая ткань образует жир и синтезирует адипонектин — гормон, регулирующий концентрацию глюкозы и потребление жирных кислот. Гормоны надпочечников синтезируют глюкокортикоиды. У глюкокортикоидов много функций, они в том числе повышают уровень глюкозы в крови, стимулируют синтез глюкозы и гликогена в печени, усиливают расщепление белков и усвоение жиров в подкожной жировой клетчатке. Мышцы тоже активно работают и расходуют жиры. Начало синтеза мелатонина отмечает время сна, покоя и голодания. Тело отключает режим активного расхода калорий. Насущные потребности оно поддерживает за счет запасов жиров и гликогена, которые неспешно расщепляет. Поджелудочная железа секретирует глюкагон, который способствует высвобождению запасенной глюкозы. А теперь представим, что человек, вместо того чтобы спать, закусывает. Его организм, не настроенный тратить калории, будет их запасать. И действительно, поздняя еда в неположенное время суток вызывает инсулиновую резистентность, лишний вес и ожирение, сахарный диабет 2-го типа. Это доказано и для грызунов (см. «Химию и жизнь», 2015, 6), и для людей. Лет десять назад специалисты Северо-Восточного университета Чикаго провели исследование с участием 52 здоровых добровольцев, из которых половина женщины. Испытуемые в течение недели вели пищевые журналы и носили на запястье актиграф. Этот прибор, напоминающий наручные часы, регистрирует все движения, передает данные на записывающие устройства, а в некоторых случаях даже определяет освещенность. Актиграфию обычно используют для наблюдения за циклами отдыха и активности человека. Эксперимент показал, что всех испытуемых можно разделить на две группы. Двадцать девять человек были «спящими нормально» — середина их периода сна наступала ранее половины шестого утра. У остальных участников, «спящих поздно», середина сна прихо-

дилась на половину шестого или позже. Они не только ложились и вставали позже, но и позже трапезничали. В течение дня они съедали примерно на 200 кал больше, чем спящие нормально, потребляли больше калорий за ужином, а после 20.00 больше закусывали, причем не овощами и фруктами, а фастфудом и калорийными газированными напитками. ИМТ у поздноспящих оказался больше, чем у спящих нормально: 26,0 и 23,7 соответственно. ИМТ выше 25 — показатель избыточной массы тела. Исследователи связывают лишний вес с более коротким и поздним сном, едой после 20.00 и употреблением пищи быстрого приготовления. По мнению сомнолога Гарвардской медицинской школы Элизабет Клерман и ее коллег, в деле усвоения пищи очень важно не абсолютное время трапезы, а промежуток между едой и началом синтеза мелатонина. Ученые обследовали 110 человек от 18 до 22 лет. Участники в течение 30 дней фиксировали время сна, физической активности и приема пищи. В лаборатории у них определили состав тела и график синтеза мелатонина. Оказалось, что упитанные люди, у которых на жир приходится более 32,4 % веса тела, съедают большую часть калорий позже, чем люди с низким содержанием жира (менее 22,2%). При этом синтез мелатонина, возвещающий начало биологической ночи, у обеих групп начинался около 23.00, и часы завтрака, обеда, ужина и вечернего перекуса не различались. Есть такое понятие — средняя точка калорийности. Это час, к которому люди потребляют половину съеденных за сутки калорий. Полные участники эксперимента Клерман проходили эту точку на 1,1 часа ближе к началу синтеза мелатонина, чем худощавые, и не успевали потратить поглощенные калории до наступления периода покоя и голодания. Как ни странно, исследователи не обнаружили связь между процентным содержанием жира и продолжительностью сна. А она есть.

Компенсация Специалисты считают, что люди 18—60 лет должны для поддержания оптимального самочувствия каждую ночь спать не менее семи часов. Увы, по данным разных эпидемиологических исследований, около трети взрослого населения развитых стран спит меньше семи часов в сутки, еще треть — менее шести часов, а военные и представители других служб немедленного реагирования зачастую спят менее пяти часов. Нехватку отдыха люди компенсируют, отсыпаясь в выходные. Разные исследователи неоднократно проверяли, может ли такой компенсационный сон повлиять на разные аспекты здоровья, и результаты получились противоречивые. По одним данным, дополнительный сон помогает, по другим, увы, нет. Шведские и итальянские ученые под руководством профессора Каролинского института Торбьорна Окерштедта проанализировали данные о 43 880 людях

Начало секреции мелатонина

ПОЛНОЧЬ 24.00

Самая высокая температура тела

Самая низкая температура тела

Самое высокое давление

ЦИРКАДНЫЙ РИТМ

Максимальная 18.00 мышечная сила и эффективность сердечно-сосудистой системы

Самый глубокий сон

06.00

Скачок артериального давления

Окончание секреции мелатонина

Кратчайшее время реакции Наилучшая координация

Наивысшая бдительность

ПОЛДЕНЬ 12.00

старше 13 лет и обнаружили, что смертность людей, недосыпающих в будние дни, но спящих в выходные дни девять часов и более, не отличалась от уровня смертности людей, спящих семь часов в сутки в течение недели. Если же и в будни, и в выходные спать по пять часов в день, у людей моложе 65 лет смертность возрастает на 52%. Из этого исследователи делают вывод, что недосып, безусловно, вреден, но продолжительный сон по выходным может его компенсировать. Поскольку недосып повышает концентрацию глюкозы в крови, он связан с инсулиновой резистентностью и повышенным риском диабета 2-го типа. Специалисты Чикагского университета проверяли, могут ли две ночи восстановительного сна нормализовать нарушенный глюкозный обмен. Оказалось, что могут, однако режим в этом эксперименте был более щадящим: четыре ночи испытуемые — молодые худощавые мужчины — спали по 4,5 часа, на пятый день — 12 часов, и на шестой день — 10 часов. В других экспериментах, в которых продолжительный сон в выходные исправляет последствия беспокойных будней, у людей также была возможность отсыпаться три ночи подряд. Но есть и другие данные. Американские медики из Стэнфорда и Гарварда моделировали условия сна и бодрствования в лаборатории. Четырнадцать взрослых людей в течение трех недель спали пять дней по пять часов и два дня по восемь. При недосыпе организм испытывает физиологический стресс, который проявляет себя высокими концентрациями кортизола и воспалительного маркера IL-6 и повышенной чувствительностью глюкокортикоидных рецепторов. Кортизол — глюкокортикоидный гормон, который готовит орга-

Циркадный ритм определяет время активности и покоя организма

низм к сценарию «сражайся или беги». Он повышает артериальное давление, увеличивает уровень глюкозы в крови и мешает клеткам периферических тканей ее потреблять, усиливает синтез гликогена в печени и мышцах, расщепление белков и накопление жиров в подкожной клетчатке и других тканях. При хроническом недосыпании испытуемые не успевали восстановиться за выходные и испытывали физиологический стресс постоянно, хотя субъективно его не ощущали. В другом исследовании специалисты из университетов Южной Каролины и Аризоны наблюдали людей с лишним весом и ожирением. Восемь недель испытуемые соблюдали низкокалорийную диету (95% от своей обычной суточной нормы), а половине участников еще и сократили время сна. Пять дней в неделю они спали на час меньше обычного, зато в выходные могли отсыпаться «до упора». Практика показала, что в выходные они спали на час-полтора дольше, так что общий недосып составил 169±75 минут в неделю. Обе группы потеряли примерно одинаковый вес, однако люди, сидевшие на диете, сбросили преимущественно жир, а голодающие и недосыпающие — мышечную массу. Так что недосып вредно сказывается на составе тела, и дополнительные часы сна по выходным не могут компенсировать этот недостаток. Много времени изучению недосыпа и восстановительного сна посвятил профессор Кеннет Райтмладший, директор лаборатории сна и хронобиологии «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Колорадского университета. Он проводил лабораторные исследования, и вот как это делается. Сначала участников эксперимента нужно «стандартизовать». Тридцать шесть молодых мужчин и женщин с нормальными массой тела и процентным содержанием жира неделю провели дома без наркотиков, лекарств и курения и спали по девять часов в сутки. За три дня до начала исследования им запретили кофеин, алкоголь и физические упражнения и всех посадили на стандартную, сбалансированную диету. Потом испытуемые перебрались в лабораторию, где три дня осваивались и спали по девять часов в сутки. Их питание состояло из завтрака, обеда, ужина и закуски после ужина, при этом три первые трапезы содержали по 30% от общего суточного потребления энергии, вечерняя закуска — 10%. Рацион полностью обеспечивал энергетические потребности испытуемых, им полагалось съедать все. Физические упражнения были под запретом, только неспешная ходьба дважды в день по 20 минут. Вес, инсулиновая резистентность и потребление калорий на этом этапе служили базовыми показателями, точкой отсчета. Затем участников случайным образом разделили на три группы, в каждой группе мужчин и женщин поровну. Контрольная группа продолжала спать по девять часов в день, ложилась в 23.00, вставала в 8.00 — в это время в комнатах отключали свет и электронные устройства. Группа ограничения сна девять суток подряд спала по пять часов: в час ложились, в шесть вставали. Режим группы восстановительного сна имитировал рабочую неделю: после четырех ночей пятичасового сна они могли в ночь с пятницы на субботу и с субботы на воскресенье спать сколько угодно. В воскресенье вечером можно было лечь во сколько хочешь, а вставать приходилось в шесть, потому что начиналась вторая рабочая неделя, и они еще две ночи спали по пять часов. Восстановительный сон в выходные дни длился часов по 12, но этого не хватает, чтобы компенсировать часы недосыпа, накопившиеся в рабочие дни. Все испытуемые по-прежнему получали четырехразовое питание, но избыточное, и могли есть вволю. Малоподвижная жизнь в лаборатории способствует набору веса. Все участники больше ели. Члены контрольной группы за десять дней прибавили около килограмма, остальные испытуемые — 1,3—1,4 кг, и эта разница достоверна. В будние дни участники групп недосыпа и восстановительного сна больше едят, особенно после ужина, причем выбирают мучные и сладкие блюда. Возможность поспать в выходные снижает количество съеденного по вечерам, хотя люди все равно ложатся довольно поздно. Очевидно, именно недосып способствует поздним трапезам. Женщины в выходные дни спят дольше и едят меньше, чем мужчины. Причины этих различий пока неясны. В дни недосыпа чувствительность к инсулину снижается на 13% по сравнению с исходным уровнем. У членов компенсаторной группы она в выходные восста-

навливалась, но в начале следующей рабочей недели опять снижалась. Исследователи пришли к заключению, что восстановительный сон в выходные не помогает предотвратить метаболические нарушения, вызванные хроническим недосыпом в рабочие дни. Эти же закономерности справедливы и для подростков. Неумолимая статистика показывает, что 78% старшеклассников спят меньше рекомендованных 8—10 часов в день. Недосыпающие школьники ведут малоподвижный образ жизни, сидя ночами над электронными устройствами, жуя при этом пиццу или сладости и запивая газировкой. А встают они рано, потому что им нужно в школу. И хотя в выходные они отсыпаются, нехватка сна в будни связана у подростков с инсулиновой резистентностью и сахарным диабетом 2-го типа. Сходные результаты получили исследователи из Гонконга, которые два года наблюдали за 599 китайскими детьми и выяснили, что восстановительный сон по выходным сам по себе не позволяет избежать ожирения. Он помогает только в сочетании с физической активностью по выходным же. Надо двигаться хотя бы 20 минут в день. По данным Райта и его коллег, недосыпающие люди бодрствуют и, о ужас, едят в период синтеза мелатонина, то есть биологической ночью. С этой точки зрения ранний завтрак вреден не меньше, чем поздний ужин. Восемнадцать участников, из них девять женщин, в течение 15 дней спали по 8 часов (с 24.00 до 8.00) а на 16-й день, ложились на час раньше обычного и вставали на 2,5 часа раньше, чем в обычное время. Концентрация мелатонина в плазме 10 пг/мл служит показателем биологической ночи. В обычное утро концентрация мелатонина после пробуждения была ниже этого значения, в утро раннего подъема — выше, и оставалась такой примерно два часа. Концентрация глюкозы в крови после завтрака ранним утром была выше, чем в обычный день. По мнению исследователей, недостаточный сон и потребление калорий при высоком уровне мелатонина могут привести к метаболическому расстройству у тех, кто завтракает рано.

Почему они столько едят? Итак, мы выяснили, что недосып сдвигает режим дня, который не совпадает с циркадным ритмом. Калории, съеденные биологической ночью, не расходуются на тепло и полезную работу, а откладываются в жир. Но проблема не только в позднем питании, а в его избыточности. Недоспавшие люди по вечерам съедают больше, чем когда они выспались. Почему? Есть данные о том, что недосып повышает уровень грелина — гормона, вызывающего аппетит, и понижает уровень лептина — гормона сытости, но они не всегда подтверждаются. Возможно, люди переедают, потому что дольше бодрствуют и у них появляется дополнительное время для еды. Сотрудники Института биологических ис-

следований Солка три недели наблюдали за людьми с лишним весом. Участников просили в специальном приложении для смартфона отмечать все случаи приема пищи, будь то бифштекс или горсть орешков, и напитков, отличных от воды. Люди с удивлением обнаружили, что едят не трижды в день, а гораздо чаще, причем менее четверти калорий они потребляли до полудня, и более 35% после 18.00. Примерно для половины испытуемых интервал приема пищи приближался к 15 часам. Разумеется, они не ели 15 часов подряд, просто в этот промежуток время от времени что-нибудь жевали или прихлебывали. Когда участников попросили сократить этот интервал до 10—11 часов, а в остальное время совсем ничего не есть, они при исходном весе около 95 кг похудели за 16 недель примерно на 3 кг и улучшили сон. Достигнутый результат продержался год. По мнению Кеннета Райта, люди при недосыпе едят, чтобы обеспечить тело энергией во время дополнительного бодрствования. Однако пища легкодоступна, и люди съедают больше необходимого. В экспериментах Райта и его коллег пятичасовой сон вместо восьмичасового примерно на 5% увеличивает расход энергии, однако добровольцы-испытуемые потребляли больше, чем необходимо для поддержания энергетического баланса. За две недели люди набрали по 800 граммов, хотя концентрация лептина и грелина оставалась в норме и не объясняла переедание. Сходные результаты получены и для подростков 14—16 лет, которые съедали на 10% больше калорий и на 110% больше сладостей, когда они во время эксперимента неделю спали по 6,5 часов вместо положенных десяти. И чем меньше они спали, тем больше их тянуло на сладости. Есть и другие данные о том, что недосыпающих подростков привлекают именно углеводные продукты. Возможно, недосып включает мозговые механизмы, благодаря которым мы едим без необходимости, чтобы улучшить настроение или получить удовольствие. Это еще предстоит выяснить. А еще недосыпающие люди менее активны физически. Днем они ощущают сонливость, а по вечерам возможностей для занятий спортом меньше. По некоторым данным, дополнительное бодрствование — это малоподвижное время, проведенное у экрана или за письменным столом. Но точно этого утверждать нельзя из-за малого числа исследований. По мнению Кеннета Райта, для борьбы с набором веса необходима образовательная программа о правильном сне. Адекватный сон, как показывают исследования, снижает переедание и потребление жиров и углеводов. Недосып, напротив, мешает похудению: ограничение калорий при недосыпе не позволяет сбросить жир. Как гласит народная мудрость, лучше переесть, чем недоспать. Зерно истины в этом есть, потому что переедание — одно из вредных последствий недосыпа и идет с ним в комплекте.

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

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

Купить книгу можно в нашем киоске www.hij.ru Цена — 425 рублей с доставкой по РФ. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Панацейка

Хвощ — кремниевая щетина

Иллюстрация Петра Перевезенцева

аш сегодняшний рассказ о хвоще — старейшем из ныне живущих растений. Хвощи появились на Земле примерно 300 миллионов лет назад и с тех пор мало изменились, разве что стали пониже. В первом веке нашей эры Плиний Старший назвал один из видов хвоща Equisetum, что буквально означает «щетина лошади», хотя это слово переводят как «конский хвост». Странные были в Римской империи кони. Позже Карл Линней (1707—1778) дал это имя целому роду хвощей. Сейчас род Equisetum насчитывает около 30 видов, а мы поговорим о хвоще полевом E. arvense. Это очень распространенный вид, он растет в Азии, Европе и Северной Америке, в России встречается повсеместно, кроме пустынь, полупустынь и Крайнего Севера. Хвощ — многолетнее растение, зимовать ему помогает длинное, ветвистое, горизонтальное корневище, довольно глубоко залегающее в земле. Ранней весной от него отрастают красновато-бурые побеги со спороносным колоском на конце. Они сочные, сладковатые на вкус и съедобные, как и крахмалистые клубеньки корневища. Из них можно варить суп, начинять ими пироги, употреблять как зеленый овощ. Сейчас хвощ редко едят, а раньше он служил пищей беднякам Евразии и Северной Америки.

Два побега одного растения: слева спороносный, справа вегетативный У полевого хвоща веточки смотрят вверх и не ветвятся

Когда споры созреют и рассеются, спороносные побеги отмирают и вместо них вырастают другие — ветвистые, зеленые и жесткие. Такие жесткие, что ими полировали мебель. Эти побеги могут достигать полуметра в высоту. Полевой хвощ растет не только в полях и лугах, но и на пустырях, в оврагах и придорожных канавах, вдоль шоссе и железных дорог. Он очень быстро разрастается, занимает большие площади и благодаря корневищу трудноискореним. Иным словом, это сорняк. В то же время побеги, или, как их называют, траву хвоща разные народы много веков используют в качестве лекарственного средства. Список показаний очень длинный. Это мочегонное и абортивное средство, кровоостанавливающее при внутренних кровотечениях, ранозаживляющее и противовоспалительное, обезболивающее и седативное, лекарство от туберкулеза, отеков, переломов и суставного ревматизма, простатита и гипертензии, подагры, ломких ногтей и облысения. Пациенты пьют отвар травы, им же обрабатывают раны и язвы. В России и некоторых других странах хвощ полевой признает официальная фармакопея. Сухую траву продают в аптеках, она входит в состав растительных препаратов «Марелин» и «Арфазетин» и фиточая «Фитотонометр». «Марелин» — средство от мочекаменной болезни, спазмолитик и диуретик, способствующий отхождению почечных камней. «Арфазетин» назначают при сахарном диабете второго типа для снижения уровня глюкозы в крови, а фиточай норма-

лизует артериальное давление. На основе хвоща делают шампуни для укрепления волос, лаки для ломких ногтей, зубные пасты. Лечебные свойства хвоща связывают с водорастворимой ортокремниевой кислотой Н4SiО4. Содержание кремния в полевом хвоще достигает четверти сухого веса, и добрая половина его переходит в отвар. Трудно назвать такой процесс в организме, который обходился бы без кремния. Элемент участвует в синтезе коллагена и минерализации костей, поэтому отвечает за твердость костей, подвижность суставов, эластичность сосудов, состояние ногтей, волос, зубов, кожи и эпителиальных тканей. Он регулирует обмен веществ, обеспечивая усвоение примерно семидесяти других элементов. Кремний усиливает выведение свинца и других тяжелых металлов из организма. Кремниевые кислоты в воде образуют коллоиды, которые препятствуют образованию почечных камней. Недостаток кремния ухудшает работу желез внутренней секреции и лимфатических узлов и про«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

воцирует развитие туберкулеза, поэтому препараты хвоща и назначают при этом заболевании. В организме животных и человека кремний присутствует практически во всех тканях и органах. Неудивительно, что когда в каком-нибудь из этих органов возникает проблема, ее пытаются решить с помощью хвоща — хорошего природного источника усваиваемого кремния. Но конечно, не кремнием единым ценен E. arvense. Он содержит и другие биологически активные соединения, в том числе флавоноиды. Именно по количеству флавоноидов стандартизуют содержание хвоща в разных препаратах. Поскольку хвощ признан официальной медициной, его действие должно быть доказано экспериментально. На самом деле клинических исследований немного. Мочегонное действие хвоща подтвердили на добровольцах. Эффект его сухого экстракта эквивалентен эффекту признанного диуретика гидрохлортиазида, а нежелательные побочные эффекты минимальны. Часто хвощ используют в составе растительных сборов. Недавно итальянские исследователи испытали препарат из смеси хвоща, белого ясеня, ананаса, березы, крапивы двудомной и ястребиночки. Препарат помог женщинам с нормальным весом избавиться от ощущения вздутия живота и излишков внеклеточной жидкости. Кроме того, за 60 дней они потеряли более 2% жировой массы. В числе соединений, ответственных за диурез, называют флавоноиды лютеолин и изокверцитрин. В другом исследовании сбор из пяти растений (хвощ, крапива, босвеллия, чеснок и сельдерей) с витамином В1 ослабил боль и усилил функциональную подвижность у 14 пожилых пациентов, несколько месяцев страдавших от костно-мышечных болей. Традиционное лечение им не помогало, а двухнедельный курс помог. Однако, как и в предыдущем случае, хвощ был лишь одним из компонентов лекарственной смеси, и его вклад в общий результат неясен. Двойное слепое исследование с участием 108 первородящих женщин показало, что мазь, содержащая хвощ, достоверно уменьшает воспаление и боль после эпизиотомии. На женщинах же испытали лак для ломких ногтей, содержащий гидроксипропил-хитозан, метилсульфонилметан и экстракт хвоща. Состояние ногтей улучшилось, но какова роль хвоща в этом препарате, непонятно. Экстракты хвоща убивают кишечную палочку, золотистый стафилококк, возбудителя пневмонии Klebsiella pneumoniae, синегнойную палочку и кишечную сальмонеллу, а также грибки Aspergillus niger и Candida albicans. Сейчас активно исследуют способность хвоща излечивать остеопороз: кремний способствует усвоению кальция и образованию коллагена. А некоторые флавоноиды помогают предотвратить потерю костной ткани, вызванную возрастом и дефицитом женских половых гормонов эстрогенов, что доказано на крысах с удаленными яичниками. Эксперименты на грызунах подтвердили способность хвоща подавлять образование тромбов и воспалительные реакции, что частично объясняют действием полифенольных соединений, в том числе изокверцитрина. Экстракты растения уменьшают концентрацию глюкозы и холестерина в крысиной крови, снижают давление и успокаивают встревоженных мышей не хуже диазепама.

И тут самое время вспомнить о том, что хвощ при длительном приеме небезопасен. Одна проблема связана с высоким содержанием кремниевой кислоты. Она хорошо всасывается в кишечнике, потом попадает в почки и может вызвать их раздражение. Да что почки! Кислый сок хвоща растворяет жиры и окислы, поэтому им издавна чистят металлическую посуду. Так что при воспалительных заболеваниях почек хвощ не назначают. Хвощ содержит фермент тиаминазу, который разрушает тиамин — витамин В1. Длительное лечение может вызвать недостаток витамина, поэтому хвощ обычно принимают вместе с тиамином. По той же причине хвощ не рекомендуют беременным и кормящим женщинам, а также алкоголикам, которые обычно испытывают дефицит витамина В1 (он нарушает работу сердечно-сосудистой и нервной систем). Беременным женщинам также следует опасаться сокращений матки, которые вызывает хвощ. Хвощ может выводить калий из организма, поэтому противопоказан пациентам с дефицитом калия и с отеками, вызванными нарушением функции сердца и почек. (Калий необходим для нормальной работы сердца и проводимости нервных путей, выведения избыточной жидкости из организма.) Кстати, хвощ ядовит для лошадей, коров и овец, особенно молодых. Если животные долго едят сено с хвощом, у них начинается диарея, нарушается координация движений, развиваются судороги. Если вовремя не нормализовать их питание, животные погибнут. Турецкие медики сообщили о случае желтухи, вызванном неумеренным употреблением хвоща. Мужчина 52 лет лечился им от почечной колики, выпивая по поллитра отвара в день в течение двух недель. Обследование показало, что пациент еще до начала лечения страдал гепатитом В, который протекал бессимптомно, и больной о нем не знал. Прием хвоща спровоцировал приступ. Других факторов, которые могли бы вызвать обострение болезни, не было. Пациент перестал пить отвар, и желтуха прошла, а медики предположили, что хвощ может быть вреден для больной печени. Вопрос о пользе других видов хвоща спорный. Они тоже содержат кремний, флавоноиды и прочие биологически активные вещества. Считается, что лечебными свойствами обладает только полевой хвощ, но не все с этим согласны. Так, специалисты Сибирского государственного медицинского университета, экспериментируя с крысами, обнаружили антитоксическое действие у лесного и болотного хвощей, а наиболее перспективными диуретиками считают хвощи зимующий, речной и болотный. Их мочегонное действие не уступает диуретику гидрохлортиазиду. Хвощ полевой, по мнению исследователей, довольно слабый диуретик, зато он проявил себя как гепатопротектор и хорошее противогрибковое средство. Хвощи для несведущего человека «на одно лицо». Однако хвощ зимующий легко отличить от полевого по толстому жесткому стеблю без ветвей, а у лесного хвоща веточки ветвятся. Так что смотрите, не перепутайте, если отправитесь на сбор хвоща.

Н. Ручкина

Здоровье

ия Натальи Колпаковой

Профессор В.Г. Акимов

Фотодерматиты: м и

Из практики врача

ния

Как ни странно, но солнечный дерматит можно получить, не только пролежав целый день под открытым солнцем, а просто прогулявшись по улице. Это может случиться, если кожа чувствительна к солнечному свету и на нее попал фотосенсибилизатор. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Усилитель света — Доктор, я в полном отчаянии! На моих щеках и шее неделю тому назад без всякой причины появились зудящие розовые полосы, которые потом стали отвратительного грязно-коричневого цвета. Их не смыть ни мылом, ни спиртом! Я не могу показаться людям! — В глазах молодой и красивой женщины стояли слезы. Действительно, на щеках, шее и за ушами пациентки видны полосы различных оттенков коричневого цвета шириной от 0,5 до 1,5 см. Такую картину наблюдают при сочетании действия солнечного света и какого-либо вещества со свойствами фотосенсибилизатора. На улице — середина мая, солнечного света в избытке, остается лишь выявить провоцирующий фактор. — Вы наносили на эти места духи, крем или другие косметические средства? — Возможно — духи, но я ими пользуюсь с зимы, и они никогда не вызывали у меня реакцию на коже! Очевидно, что зимой не было важного компонента — солнечного света. С приходом весны свет стал ярче. Как он включает эту фотохимическую реакцию? Для лучшего понимания вспомним, из чего состоит привычный солнечный свет. При огромной температуре в Солнце протекают термоядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий и рождаются кванты солнечной энергии — фотоны. Пролетев за считаные минуты 150 млн км, отделяющих Землю от Солнца, фотон достигает верхних слоев атмосферы, где сталкивается с молекулой кислорода и разбивает ее на два нейтральных атома, каждый из которых, в свою очередь, присоединяется к молекуле кислорода, образуя по молекуле озона. Эти две молекулы могут поймать уже два кванта света и опять развалиться на атомарный и молекулярный кислород. Так работает озон в атмосфере, защищая живое на Земле от опасных высокоэнергетических лучей, лежащих в ультрафиолетовой части солнечного спектра. В результате на нашу кожу попадают солнечные лучи, состоящие из видимого света (приблизительно 52%), инфракрасных лучей (44%) и ультрафиолета (4%). Благодаря озону до нас доходит лишь так называемый «экологический ультрафиолет» с длиной волны от 290 до 400 нанометров. При этом львиная доля ультрафиолета приходится на фотоны с относительно низкой энергией (длина волны 320 — 400 нм) и всего 0,4% — на высокоэнергетические кванты (до 290 нм). В процессе эволюции у человека выработались механизмы защиты организма от такого излучения, но все же наше тело не может полностью его игнорировать. Если же на лице окажутся вещества, способные увеличивать чувствительность кожи к воздействию света (их называют фотосенсибилизаторами), то жди неприятностей. Фотосенсибилизаторы взаимодействует с квантами света, и возникают каскады фотохимических реакций. В их результате, например, образуются чрезвычайно активные свободные радикалы кислорода: их

способность окислять биологические молекулы примерно в 1500 раз выше, чем у молекулярного кислорода. Понятно, что наносимый ими вред столь велик, что наша кожа с трудом держит наносимый удар.

… где подстелить солому? В состав многих лосьонов, пудры, кремов, мыла, духов, туалетной воды входят мускус, амбра, бергамотовое, лимонное, лаймовое, сандаловое, кедровое масло, отдушки вроде 6-метилкумарина и метилантранилата, дезинфектант гексахлорофен. Каждое из этих химических веществ — фотосенсибилизатор; будучи нанесенным на кожу, оно способно усиливать действие УФ-лучей и через 24—48 часов вызывать солнечный дерматит. В результате на коже образуются пигментные пятна, которые долго не сходят. Возьмем, для примера, губную помаду. Она содержит красители, жиры, пчелиный воск, спермацет, высокомолекулярные спирты. Поскольку эти химические вещества наносят на чувствительную кожу губ, к их безопасности предъявляют очень высокие требования. Поначалу в качестве красителя обычно использовали красный кармин; его готовили из особых насекомых, живущих на кактусе. Теперь почти всегда красящим компонентом служит эозин: производное флуоресцеина и брома C20H8Br4O5. Его химические имена — 2,4,5,7-тетрабромфлуоресцеин и кислотный красный 87.

Эозин используют не только в губной помаде. Основное его предназначение — работать индикатором в аналитической химии и красителем при анализе биологических тканей

Оказавшись в составе помады на губах, он вступает в реакцию с аминогруппами белков кожи и окрашивает их в красный. В результате цвет губ становится более насыщенным и держится дольше. Однако порой эозин в сочетании с солнечными лучами способен вызывать воспаление красной каймы губ (в большей степени — нижней, получающей больше света). При сухой форме красная кайма губы покрывается мелкими беловатыми чешуйками, корками и трещинами. При влажной процесс протекает более остро и проявляется участками ярко-красного цвета, отеками, мелкими пузырьками. Они быстро лопаются, оставляя болезненные ранки, которые впоследствии покрываются корками. Поэтому людям, у которых повышена чувствительность кожи к солнечному свету лучше отказаться от помады с эозином, перейти на другую, где нет этого вещества и других

фотосенсибилизаторов, либо не использовать помаду, если предстоит выход из дома при свете солнца. Помада помадой, но разве можно обгореть от использования мыла по назначению? Можно. Гексахлорофен — хлорорганическое соединение с сильными антибактериальными свойствами, поэтому его много лет включали в состав мыла, пенок для лица, шампуней против перхоти. Фурокумарины борщевика Сосновского. Содержатся и в его родственниках из семейства сельдереевых, например в петрушке

Вызывающий солнечный дерматит гексахлорфенон больше в мыло не добавляют

Мне приходилось видеть солнечные дерматиты, как правило, рук: они обгорали летом у людей, кто мыл руки мылом с гексахлорофеном — для пущей безопасности. С особенно тяжелой ситуацией я столкнулся, когда работал врачом в одной африканской стране: работники нашего посольства стали пользоваться исключительно таким мылом. Под прямыми лучами африканского солнца, особенно активного вблизи экватора, остававшийся на коже гексахлорофен вызывал покраснение и зуд, образование на коже пузырьков и пузырей, порой мешающих больным работать. Теперь гексахлорофен не добавляют в мыло, но он остался в ветеринарной практике как эффективный антибактериальный препарат.

Обжигающий сок Фотосенсибилизаторы имеются у многих растений, поэтому их сок повышает чувствительность кожи к ультрафиолету и может вызвать ожог. Наверное, самое известное широкой публике проявление этого эффекта — последствия прогулки летним днем в зарослях борщевика Сосновского: огромного, выше человека, растения с крупными зонтиками из белых соцветий. В 60-х годах его стали выращивать на европейской части СССР, в Сибири, на Дальнем Востоке как быстрорастущее многолетнее растение для изготовления силоса. И действительно, скорость роста этого борщевика поражает, а жить он может и за полярным кругом. Однако, оказавшись без присмотра, борщевик заполонил обочины дорог, заброшенные поля и опушки лесов. Его сок содержит сильные природные фотосенсибилизаторы, фурокумарины, поэтому, попав в солнечную погоду на кожу, уже через несколько часов вызывает воспаление: на коже появляются пузыри, а развившаяся впоследствии пигментация сохраняется очень долго. Особенно опасен контакт ядовитого сока с глазами! Известны случаи, когда дети играли в «подзорную трубу» с пустотелыми трубками борщевика и в результате теряли зрение.

Опасен не только борщевик. Известны случаи профессионального фитофотодерматита у рабочих, занятых выращиванием пастернака, сельдерея, петрушки. Причина все та же — присутствие фурокумаринов (бергаптена, ксантотоксина, ксантотоксола и других) в этих растениях. Стебли растения в жаркую и влажную погоду обильно выделяют соки, а листья — заметно меньше. Раньше, когда старшеклассников отправляли на сбор урожая той же петрушки, случаев фотодераматитов было много: дети в солнечную погоду голыми руками срывали стебли петрушки и складывали их в ящики. К вечеру или на следующий день у них на руках, на шее, на ногах, в общем, куда попадал сок растения, появлялись признаки дерматита: краснота, пузыри (иногда диаметром до 2— 3 см), жжение, зуд. Потом на месте воспаления возникала пигментация, а там, где были вскрытые пузыри, длительно сохранялись участки более светлой кожи. С борщевиком Сосновского и другими растениями, содержащими фурокумарины, все ясно: вот сок, в нем фотосенсибилизатор, а вот активирующий его солнечный свет. Однако встречаются случаи, когда причинно-следственные отношения бывают не столь очевидными. Помню пациентку, пришедшую ко мне на прием. По бокам ее шеи были отчетливо видны пятна гиперпигментации с нечеткими и расплывчатыми контурами. Стал расспрашивать, и выяснилось, что последние шесть недель женщина каждый день протирала шею кубиками льда из замороженного отвара петрушки — для омоложения кожи. Небольшая концентрация растительных фотосенсибилизаторов сгладила клиническую картину дерматита, лишив ее остроты и признаков воспаления, но вызвала гиперпигментацию. Существует еще одно сходное заболевание, получившее когда-то емкое название: «буллезный дерматит от солнечных ванн на лугу». Буллезный — значит пузырный, остальное понятно. Если в солнечную погоду раздетый человек полежит на траве, то его ожидают неприятности: через 24—48 часов, а то и раньше, на коже появятся красные пятна, а потом и прозрачные пузыри с жидкостью. Особенность в том, что эти пятна в точности воспроизводят форму листьев и стеблей. Они сильно зудят, но через 7—10 дней процесс обычно завершается, оставляя после себя темные области. Их характерный вид позволяет поставить диагноз лугового «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

дерматита даже спустя длительное время. Причиной могут быть как фурокумарины, например, они имеются в руте, так и раздражающие вещества сока других луговых растений: тысячелистника, осоки. Есть опыты, когда такой фотодерматит вызывали просто нанесением экстракта хлорофилла. Ответная реакция кожи человека на совместное действие солнечного света и химического вещества со свойствами фотосенсибилизатора зависит от многих причин. Кожа светлая или темная? Сухая или влажная? Лучи солнца прямые или косые? Какова высота местности над уровнем моря? Вблизи воды или песка (лучи отлично отражаются, усиливая дозу)? Какова длительность облучения? Какое именно вещество было на коже? Как долго?

Солнце и кожа

олнечн е лучи несут нерги , котора способна наделат бед, проникнув внутр белкового организма. Защитит с можно разн ми способами: укр т с под оболочкой из непрозрачного хитина, покр т с рогов ми чешуйками, пер ми, шерст . В ходе вол ции человеку досталс другой способ: у него мен етс цвет кожи. За то отвечает пигмент меланин, котор й в рабат ва т клетки меланоцит и поставл т в клетки внешнего сло кожи — кераноцит . Именно тот коричнев й пигмент и служит основной защитой организма от опасного ул трафиолета, рассеива нерги его фотонов. Ест и другие механизм . Так, при длител ном преб вании на Солнце кожа утолщаетс и становитс грубой. Участвует в поглощении солнечной нергии и витамин D — его синтез идет как раз за счет расходовани нергии квантов света. Если же ул трафиолетов й фотон прорветс сквоз слой защит , то он вступит в фотореакци с распложенн ми на его пути веществами. Самое простое, что может произойти в резул тате, — молекула перейдет в возбужденное состо ние, а потом снимет возбуждение, излучив фотон мен ших нергий. Более опасно,

В утешение людям, у которых все-таки развился солнечный дерматит от косметики или растений, могу сообщить, что это — самое легкое, что с нами может сделать такое сочетание. Хуже, если лучи воздействуют не на наружные фотосенсибилизаторы, а на находящиеся внутри нас вещества, в том числе лекарства, способные либо значительно усилить повреждающее действие лучей, либо вызвать аллергическую перестройку организма и даже дать старт развитию на коже злокачественной опухоли. Что касается профилактики солнечных фотодерматитов, то она проста. Обходите борщевик Сосновского стороной, не ложитесь раздетыми на траву, соблюдайте осторожность и чувство меры в использовании косметических средств, особенно в солнечную погоду!

когда та нерги спровоцирует химическое превращение: переформатирование в другой изомер, разр в двойн х св зей, окисление. Совсем нехорошо в ходит, если при сн тии возбуждени образу тс активн е форм кислорода, котор е обладат колоссал ной разрушител ной силой: супероксид-ион, гидроксил- и пероксид-радикал . От активн х форм кислорода сил но страда т мембран клеток, состо щие из ненас щенн х жиров, ароматические групп у аминокислот, а также основани в молекулах ДНК и РНК. Самое же опасное — пр мое действие ул трафиолетового фотона на нуклеинов е кислот : он может расщепит до шести двойн х св зей в их пиримидинов х фрагментах. В резул тате в молекуле ДНК возника т необ чн е св зи, котор е разруша т саму ее форму. Это ведет не тол ко к нарушени счит вани информации, но и к возникновени характерн х мутаций, котор е хорошо заметн биохимику. Именно такие, в званн е солнцем мутации в бол шом количестве обнаружива т в генах злокачественн х клеток кожи. Всего же за ден преб вани на солнце в каждой клетке верхнего сло кожи происходит более ста т с ч подобного рода нарушений ДНК. Совсем недавно, в конце XX века, опасност нашли там, где совсем не ждали, — в самой системе защит : непосредственно меланин оказалс способен производит

Вещества, провоцирующие аллергию на солнце и фотодерматиты Компоненты кремов от загара и другая косметика Бензофеноны: мексенон, оксибензон, сулисобензон Дибензоилметаны: бутил-метоксидибензоилметан ПАБК (пара-аминобензойная кислота) и ее аналоги, например падимат О Циннаматы: изоамил-рметоксициннамат, этилгексилметоксициннамат Другое: дрометризолтрисилоксан, 4-метилбензилиден камфоры, октокрилен, фенилбензимидазолсульфоновой кислоты Духи: мускус амбретты, бергамотовое масло Красители: акридин оранжевый, акрифлавин, эозин Растения Рутовые: бергамот, лайм, лимон и другие цитрусы, неопалимая купина (ясенец белый), рута душистая Сельдереевые (зонтичные): амми большая, борщевик, пастернак, петрушка, сельдерей Тутовые: инжир Лекарства Антиаллергические: прометазин Антиадрогенные препараты: флутамид Антибиотики: вориконазол, сульфонамиды (сульфаметоксазол), тетрациклин и его производные доксициклин, миноциклин, фторхинолоны (ломефлоксацин, ципрофлоксацин),

Нестероидные противовоспалительные препараты: азапропазон, арилпропионовая кислота, бензидамин, диклофенак, ибупрофен, ибупроксам, индометацин, карпрофен, кетопрофен, напроксен, пироксикам, супрофенфенилбутазон, тиапрофеновая кислота Антидепрессанты: имипрамин, кломипрамин, серталин Антидиабетические: сульфонилмочевина Мочегонные: тиазид и его производные, фуросемид Нейролептики: тиоридазин, хлорпромазин, хлопротиксен Препараты от аритмии сердца: амиодарон, хинидин Противогрибковые: гризеофульвин Противораковые препараты: дакарбозин, метотрексат, паклитаксель, 5-фторурацил Против холестерина: симвастатин, фенофибрат

и н м и м ж ь и я и и , м и и з м и и, жи н ин ж и м н м и я, я, н и и , я и н ь и жи з и им и жи, з, , ь н жн , ь жи и н им нн нь им нин н ь ь ж з я, ж и ми зн им нин н ь зн им нн , нин и н н и нии ь и м ин н и н н и и н м и и м ни и и м з ни з н ни м нин м н и ,м нин н ня н и м н н ними я я и нии ь и м н ии, н з м м и , ин ми нм н 00 нм и и з н и и н м, н з и м з инн н , ин н 00 00 нм и я н и ьн з н м и

им нн н ини ии изи н м и м нин м н м ж н ия н , ин н з ж ни н ь жи, ж я им нн и, м н м и им , м н н и м ьз и и н н , и н ж нн и н м низм ь и и н м м ми и ,и з ни м м м н ,и н ниями нии иж ж ния и м и ьн , и имм нн я и м , я и и и и ж ия и , и из ия имм нн м низм ни жи н н , ии, и и н ж , н ниж ь н и н ия имм нн ии ь и ь н зм жн ь н н и зж нн я н мм я н , иним м низм м н и имм нн и зни ия н н н я м, ни зи ян з м ж ми з ь, и н н н н м ж н ин н ьи ь я ями н з я н и и из и , и н и и из м, им и , жи

им и м н

ин, и н и и ни я и и н я ия ь им, иним и и м, и ,и н и и я н ми я н ми м и и м, я ь и м ь и , , н м и ж м и м и м низм и и н зн м н м, , и , и н н н и , и и ям з и ьн и

н и

ьз

и и ии

н и н

и ь ь ин

, н ь ин м и и н и н и ьн ,н им , нзи мин н, н и, и я я ня ия и и и и и н ьн м , ь н ни н , н , з я, и н н и жи, и н н я знь зи и н и и из и н и н , и ин и мн и и н , ж нз жи я ж ж н н ни, н н и и н и и и ь и и н и и и и, и мз ь з я и ин и нни и з н и н и м ния н н м зни н ь зн нн ния н н , з мии ни и мн ни ни изи , м ж з и ь яи и ия, ж н я ,н н я и я ь, н н я ини я н ж ни жи н н м м и и и и м и мн н и и и из ин н , н им н н ия н и н ь и н 1 и н м и м н иним ь м и н н и мии ми н и ини ин , н и н , н им ми мин, и и ь и мн и мн и и м, ин и и из н н, и м м ми м н н я и и и

Подготовил С.М. Комаров н

, , , », 2010

«Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Фантастика

Игорь Савин ия Сергея Дергачева

—В

ин

аше возвращение на Землю придется немного задержать. — С таким заявлением встретили Канаткина в марсианском управлении «Медтехника», куда он был вызван за неделю до отлета. Для убедительности новость ему сообщил сам Хромов, начальник отдела корабельных медсистем. — У меня с двадцать шестого отпуск, — вежливо напомнил Канаткин, — я женюсь. — Это замечательно! Руководство в курсе и поддерживает! — Хромов улыбнулся. — Но вы сами знаете, какая у нас сейчас нехватка людей. Это было действительно так — почти все специалисты находились на лунных верфях, где вводились в эксплуатацию несколько новых кораблей, остальной персонал обслуживал грузопассажирские линии: там наплыв туристов бил очередной рекорд. — Командировка, в которую мы вас отправляем, займет две недели, и ваш отпуск, таким образом, отодвинется всего на четыре дня. А дело важное — на корабле «Неугомонный», который сейчас находится у Психеи, необходимо провести модернизацию медотсека. Вам знакома новая серия ОК-двенадцать? — Да, у меня было три монтажа. — Вот и чудесно! Сегодня же отправляйтесь туда и после завершения — прямиком на Землю. И женитесь себе на здоровье! Хромов пожал Канаткину руку и ободряющим похлопыванием по плечу направил к выходу из кабинета. «Может, надо было упереться и отказаться?» — запоздало подумал Канаткин, выходя в коридор. Но там его уже поджидала Ниночка, секретарь отдела. — Это вам, Андрей Петрович. Вот и вот. — Она деловито вручила Канаткину бинкарту с документацией и изящными пассами на наручном интерфейсе ИндИ

вмиг оформила командировку, места на рейсах туда и обратно. — Быстро работает контора! — восхитился Канаткин, еще не придя в себя от стремительности происходящего. Ниночка хмыкнула. Покинув управление, Канаткин заторопился в свой квартек собираться в дорогу — попутный корабль уходил через два часа. Впрочем, много времени не требовалось — «походный» конбокс всегда был наготове, и оставалось только добавить в него кое-какую одежду и личные вещи. Закончив сборы, Канаткин вызвал Землю и отправил видеосообщение: «Натка! Привет! У меня для тебя потрясающая новость! Присядь, если стоишь. Присела? Меня задерживают на четыре дня!» Ответ должен был прийти через пятнадцать минут. Такое запаздывание всегда раздражало, но зато позволяло в одном сеансе связи одновременно общаться с несколькими людьми, поэтому он сразу же отправил сообщение матери. Наташа появилась на фоне интерьеров клиники — вызов застал ее на работе. Она улыбалась: «Канаткин, ты дуралей! Ну кто так сообщает новости! Я не присела только из-за твоей сияющей физиономии. Кстати, а чему ты так радуешься?». Маме новость категорически не понравилась, просто категорически: «Андрюша, у нас с отцом не хватает рук! Осталась еще куча дел перед торжеством! Ты ведь помнишь, что должен привезти дядю Лешу лично, оторвать его от этой подводной плантации. И заодно тетю Машу и…» Когда Канаткин спустился к пирсу, монтажное оборудование и контейнеры с оперкамерой были уже погружены на корабль. После короткого общения с одним из пилотов он пролетел в жилую зону корабля и разместился в стандартной пассажирской каюте. ИндИ сразу же загрузил настройки интерьера, и через несколько минут каюта стала походить на квартек, который он только что покинул. Принцип организации жилья «везде как дома» действовал даже на самых аскетичных транспортниках. Закрепив свой дорожный конбокс в одном из отделений стенки, Канаткин улегся на уже подогнанное под него ложе и включил телевизор. Вскоре к нему наведался карготехник. — Проверяем, а то мало ли что… — пояснил он, осматривая крепления багажа и пассажира. — Так… все нормально… Отчаливаем через пятнадцать минут. Вместе с сигналом старта Канаткин почувствовал мягкий толчок, вдавивший его в ложе, и увидел на экране обзора, как внутренняя стена вращающихся «торов» станции медленно поползла в сторону, словно перрон вокзала в окне уходящего поезда. Через несколько минут стена закончилась и открылось черное звездное пространство. Транспортник вышел за пределы станции, немного пролетел, затем, развернувшись, начал ускоряться. Появившееся ощущение тяжести означало, что можно вставать. Это подтвердил и голос корабельного интеллекта — КорИ. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Перелет к астероиду длился семьдесят три часа. Экипаж из шести человек вел свой размеренный образ жизни, и Канаткин встречался с ним только в столовой, тренажерном зале и бассейне. В первые часы он занялся картой монтажа. Она была просчитана интеллектом станции, когда он собирался в дорогу. Ему оставалось только ознакомиться с полученными данными и сверить их с техзаданием. Откинувшись в кресле и потягивая через трубочку марсианский морс, он изучал документацию: «Неугомонный» — корабль класса «универсал», собственность… оп-а… «романтической» компании «Далькосмос»! Интересно… Медсистема — первый класс, но старушка пятнадцатилетней дряхлости… Три модернизации… Через пару часов он закончил, пообедал и остаток дня трудился над диссертацией по алогичным эффектам андроидных систем. Это была его вторая специальность. Половину следующего дня он провел в грузовом отсеке, настраивая монтажных роботов. Потом опять пыхтел над диссертацией. Комплекс «Железный», в просторечии «Железяка», куда командировали Канаткина, занимался промышленным освоением Пояса астероидов и состоял из двух орбитальных станций и одной наземной, размещенной на поверхности Психеи. Кроме того, «Железный» связывал ближние и дальние маршруты Солнечной системы и, соответственно, являлся крупным грузопассажирским транспортным узлом. Оказавшись здесь впервые, Канаткин с интересом наблюдал за подлетом к комплексу. Станция-завод, куда направлялся транспортник, выглядела стандартно для такого типа «орбиталов»: три вращающихся «тора» жилой зоны плотно охватывали вытянутый массивный «цилиндр» — заводскую часть станции. Транспортник, приблизившись к торцу «цилиндра», где располагался грузовой порт, проделал несколько маневров и медленно вошел в одну из свободных секций стыковки. Через полчаса, попрощавшись с экипажем, Канаткин, толкая впереди себя конбокс, вылетел на шлюзовую площадку, где вдоль стены на рельсе висели автоматические пассажирские капсулы. Он сбросил свой конбокс в багаж-магистраль для доставки на этаж гостиницы, а сам забрался в ближайшую у выхода капсулу. Маршрут высветился на панели — ИндИ, связавшись с местной сетью, уже управлял его перемещением по станции. Капсула, мягко двинувшись, выскользнула в общий коридор пирса, оказавшийся совершенно пустым. Только иногда на соседних стыковочных платформах кто-то появлялся и вновь исчезал. Коридор завершался переходом в один из осевых тоннелей, по которому Канаткин проехал до шахты, ведущей в обитаемую часть станции. Здесь люди встречались чаще, и на площадке у лифта даже образовалась очередь. После небольшого ожидания капсула Канаткина нырнула в свободную кабину лифта и через минуту выскочила на этаже отдела техобслуживания. Там его ждали.

Начальник отдела Дуксон, долговязый мужчина лет сорока, обрадованно пожал ему руку: — Очень вовремя вы прибыли! Выстриков мне уже снится со своим «когда?». — Заметив вопросительный взгляд Канаткина, он пояснил: — Выстриков — капитан корабля «Неугомонный». Грандиозная личность. Бульдог космических просторов: вцепится — не оторвать. Жаждет вашего появления. Андрей Петрович, надо сделать все возможное, чтобы легенда «Далькосмоса» наконец оставила наш отдел в покое. Когда вы планируете начинать? — Я бы хотел прямо сейчас. Дуксон еще больше обрадовался: — Вот! Все бы так! Приступайте, приступайте немедленно! Они еще немного поговорили, обсуждая предстоящий монтаж, и Канаткин в сопровождении техника Валеры отправился на корабль. Выстриков нашелся на палубе управления. Коренастый, плотный мужчина с короткой шеей и стрижкой ежиком висел над пультами, разговаривая с человеком в желтой робе. С выдвинутой вперед нижней челюстью Выстриков действительно походил на бульдога. Он окинул Канаткина цепким взглядом: — Вы медтехник? Подождите маленько, я сейчас… Освободившись, Выстриков ловким пируэтом развернулся в воздухе и сам подлетел к Канаткину. — Ну здравствуйте, дорогой товарищ. Наконец-то вы до нас добрались. Не торопится ваша служба, не торопится… А мы, напротив, мы спешим… Когда же ожидать завершения вашей работы? Похоже, это было то самое «когда», омрачавшее жизнь техников Психеи. Канаткин ответил предельно кратко: — Через сто сорок четыре часа. Было видно, что Выстриков не считает это быстрым и расторопным, однако он только сказал: — Ну что ж, приступайте. Пока Канаткин согласовывал свои действия с инженером-механиком корабля, Валера с помощью крановманипуляторов установил напротив технологического люка медотсека монтажную платформу и выгрузил на нее контейнеры с оборудованием. После осмотра корабельной оперкамеры и внесения поправок Канаткин активировал роботов. Они нырнули в медотсек и вскоре начали выносить на платформу детали конструкции старой оперкамеры. В середине следующего дня Канаткина неожиданно вызвали в отдел. В кабинете, кроме Дуксона, находился Выстриков. Дуксон, указывая Канаткину на кресло, спросил: — В каком состоянии модернизация медотсека? Канаткин слегка насторожился: — Демонтаж старой оперкамеры завершится через пару часов. Начальник отдела удовлетворенно кивнул: — Это хорошо… — И посмотрел на капитана «Неугомонного».

— Андрей Петрович, — заговорил Выстриков, — возможно, вы слышали, что на Тритоне, спутнике Нептуна, сейчас работает экспедиция Института планетосфер. Она готовится через три месяца, во время извержения криовулкана, провести уникальное исследование подледного океана. Однако несколько часов назад криовулкан неожиданно проснулся. Раньше, чем рассчитывали. Это вынуждает приступить к эксперименту немедленно. Но для этого необходим автоматический зонд, который сейчас находится на борту «Неугомонного». Его надо доставить на Тритон как можно быстрее. «Неугомонный» готов вылететь, но есть две проблемы. Первая — без оперкамеры корабль не допустят к эксплуатации. И вторая — на борту нет врача. Врач должен прибыть через неделю. — Выстриков сделал небольшую паузу и продолжил: — Эти проблемы можно решить прямо сейчас, если вы согласитесь полететь с нами. У вас подходящая для этого медицинская квалификация. А установку оперкамеры вы завершите во время перелета. Как мне сказали, это допускается в подобных случаях, и разрешение уже получено. Канаткин расстроился: «Да, что же это такое! Дадут мне жениться или нет!» Сдерживая раздражение, он сказал: — Послушайте, у меня отпуск, я женюсь через десять дней! А полет до Нептуна и обратно займет не меньше месяца! При слове «женюсь» Выстриков сощурился и, поджав губы, внимательно посмотрел на Канаткина. Дуксон, сочувственно закивав, сказал: — Да-да, конечно, это учитывалось, и поэтому я уже сделал вызов другого специалиста. Однако он прибудет сюда только через шесть суток. А счет, как я понимаю, — он опять посмотрел на Выстрикова, — идет на часы. Канаткин молчал, пытаясь сообразить, как вывернуться из этой ситуации. Выстриков, немного подождав, сухо произнес: — Андрей Петрович, от вашего решения будет зависеть судьба эксперимента, который готовили целый год тысячи людей. Подумайте хорошенько об этом. — И уже обращаясь к Дуксону, добавил: — Я буду на корабле. На седьмой день полета монтаж операционной был закончен, и Канаткин собирался с утра провести завершающее испытание. В коридоре, ведущем в медотсек, он столкнулся с Глебом, вторым механиком. — О! Здорово, док! Как настроение? Канаткин буркнул: — Нормально. — Парни сказали, что ты опять Ефремычу дерзил. Канаткин поморщился: — Петр Ефремович сделал мне критическое замечание, с которым я не согласился. — Ага. Капитан после тебя так взбодрился, что потом целый час «критиковал» весь остальной корабль вдоль и поперек. — Механик улыбнулся: — Андрей ты наш Петрович! Не надо подкидывать дровишки в извергающийся вулкан. Нашему острову лишние командирские пеплы

ни к чему. Ты не единственный папуас на этом корабле. Канаткин опять поморщился и, меняя тему разговора, спросил: — Давно хотел узнать: а куда подевался ваш корабельный врач? Глеб хохотнул: — А он тоже женился. Как говорит капитан, в самый неподходящий для коллектива момент. — Так что же, он из-за этого цепляется? — пробормотал Канаткин. Глеб улыбнулся: — Капитана можно понять — он переживает. В славной истории нашего корабля это уже четвертый случай «дезертирства» из-за женитьбы. И что интересно, все эти «негодяи» — врачи. Это ведь явно что-то нездоровое, даже хроническое. — Но я-то тут при чем? Я здесь случайно и временно! — Здра-сь-те! А мы тебя уже почти усыновили — так ты нам понравился! Особенно капитану! — Глеб опять хохотнул. — И вообще, бросай свою «Медтехнику» и давай к нам. Канаткин в сердцах ответил: — Да ни за что!

ежзвездный астероидный рой, два месяца назад вторгшийся в Солнечную систему со стороны скопления Ясли, как гигантская плеть, все глубже и глубже рассекал плоскости планетных орбит. Он пока оставался незамеченным — основные силы вторжения были еще на подходе. Железокаменный скиталец, летящий в авангарде этого огромного роя, столкнулся с «Неугомонным» почти под прямым углом. Плазменный щит испарил твердую материю, но не смог полностью удержать образовавшийся сгусток плазмы, часть которой кумулятивной струей пронзила корабль вдоль оси. Канаткин плыл в тягучем тумане, разгребая его руками и ногами, и никак, никак не мог зацепиться хоть за что-нибудь. Возникшая боль в голове и теле усиливалась пульсирующими толчками. Чей-то голос сначала тихо, затем все громче звал его: — Андрей Петрович! Очнитесь! Андрей Петрович, подъем! Да очнитесь же вы! Наконец глаза разлепились, и Канаткин постепенно фокусирующимся зрением обнаружил себя висящим посереди полутемного оперблока, освещаемого вспышками аварийной лампы. Вокруг парили контейнеры, пакеты, медицинские инструменты. Невесомость?! — Ну наконец-то! — прозвучал с радостной интонацией чей-то мужской голос. Мысли путались. Канаткин попытался ощупать голову, но это удалось сделать только левой рукой, движение правой вызывало столь сильную боль, что он охнул. Волосы на затылке оказались липкими от крови. Незнакомый голос снова произнес: — Андрей Петрович… «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Канаткин, озираясь, спросил: — Кто это говорит? — Ну кто говорит… Интеллект медотсека Корней Иванович говорит, кто же еще. Я очень… — Кто?! — Корней Иванович. Можно просто: Корней. Канаткин был в смятении — голова раскалывалась от боли, а тут еще этот странный… Корней. Галлюцинации?! — Что происходит? — простонал он. — Андрей Петрович, я непременно расскажу, что происходит, но сначала… Краем уха слушая этот странный голос, Канаткин попытался дотянуться до стены и, не сдержавшись, застонал — сильная боль пронзила грудь. Он кое-как поймал одну из металлических коробок и, оттолкнув ее от себя, медленно отлетел к выходу из отсека. Дверь оказалась заблокированной. Канаткин несколько раз нажал на панель замка — безрезультатно. Прильнув к стеклу двери, он всмотрелся в темноту и вдруг увидел там… звезды! Оперблок одиноко плыл в открытом космосе среди обломков медотсека. Канаткин невольно отшатнулся от раскрывшейся перед ним бездны. Этим движением его понесло к противоположной стене, где он судорожно вцепился в панельные скобы. Дыхание участилось, усиливая режущую боль в груди. В голове запульсировало: «Этого не может быть… этого не может быть…» Он боялся повернуть голову в сторону двери. Ему казалось, что она сейчас лопнет и черный, мертвый космос ворвется в отсек. Из оцепенения его вывел настойчивый голос: — Хочу заметить, Андрей Петрович, что температура в отсеке критично снизилась и энергосистему надо переводить на автономку. Давайте поспешайте, если не хотите задубеть! Только сейчас Канаткин почувствовал, что в оперблоке холодно. Изо рта вырывался морозный пар. Он пригляделся и, определив, где располагалось отделение с аварийными аккумуляторами, перелетел туда. С запуском энергосистемы включился свет и повеяло теплом. Интеллект отсека тем временем выдал следующие инструкции: — А теперь аварийную систему жизнеобеспечения запускайте, а то нам скоро дышать будет нечем. Канаткин нашел красный указатель «АСЖО» и, вскрыв под ним панель, утопил кассету с кислородными шашками в разъемы. То же самое проделал с поглотительными патронами. Он знал, как это делается, и без подсказок корабельного интеллекта, но этот голос действовал успокаивающе, и Канаткин послушно следовал указаниям. Закончив, он обнаружил, что теперь может без паники думать о происходящем. Перебрался на место хирурга-оператора и закрепил себя в кресле. Далось ему это с трудом — боль в теле усилилась и отзывалась на каждое движение. — КорИ… то есть Корней… в каком состоянии оперблок?

— Еще не все проверено, но пока на «четверочку». — Это как? — Манера речи этого КорИ удивляла Канаткина. Интеллект отсека ответил с интонацией терпеливого учителя: — Уровень безопасности и функциональности отсека — восемьдесят семь процентов. Запасов воздуха на десять суток, энергии — на четырнадцать суток. Вы меня спрашивали, что произошло. Вам это по-прежнему интересно? — Да-а… Да, конечно! — Ну тогда дело было так. Аварийный режим запустился в десять двадцать шесть по бортовому времени. Через секунду на корабле бабахнул взрыв, и в отсеке все накрылось — связь, энергоснабжение. Вы врезались в стенку и отключились. Короче, кошмар и катастрофа! Но тут проснулся я — куда ж без меня при таких раскладах. И все опять зашевелилось — мастерство ведь не проспишь. Не сразу, конечно. Минут семь ковырялся с системками... — Корней рассказывал о случившемся с ноткой восторженности. — По ВК-связи успел немного поболтать с кораблем, пока он не скрылся… Канаткин возбужденно прервал: — Так, значит, «Неугомонный» цел?! — Ну-у… наполовину точно, судя по некоторым данным. Вообще, у меня мало инфы — в таком радиообмене корабль задает вопросы, а не я. Но про вас я сообщил — значит, наверняка будут искать. Да и «Космофлот» уже напрягся — такое ЧП он точно не прозевает. Самые близкие базы, с которых могут выйти спасатели, это «Океан» у Сатурна и «Железяка». Время подлета — от шести до восьми суток. Запасов у нас хватает, так что расслабьтесь, Андрей Петрович, ждите и скучайте. Канаткин облегченно выдохнул. Ситуация теперь не казалась такой жуткой и безнадежной. И наконец-то можно было заняться собой — ИндИ сообщал об ухудшении жизненных показателей. Канаткин и сам чувствовал, что ему становится все хуже и хуже. Он запустил мониторинг операционной камеры, чтобы убедиться в ее исправности. Все было в норме. Хорошо, что еще вчера он загрузил полный комплект операционных инструментов и расходных материалов для завершающего тест-прогона. — Вот и проверим… — пробормотал Канаткин. — Что, подлечиться решили? — осведомился Корней — Правильно! Выглядите вы скверно. В боксе стерилизации Канаткин разделся и осмотрел себя в зеркале — на правом боку расцветали гематомы, рука распухла. — Ничего, сейчас мы это поправим, — проговорил он, возвращаясь в отсек. Створки дверей оперкамеры с мягким шипением открылись, и медицинский интеллект МедИ женским голосом поприветствовал его. Канаткин занял место между двумя стойками, опустив ноги к светящемуся овалу разметки. С боков выдвинулись манипуляторы фиксации и, мягко зажав его в своих объятиях, перевернули и внесли в операционную зону. Чуть сильнее загудело, вокруг тела

заскользили устройства сканирования — началась процедура диагностики. МедИ комментировал: — Перелом ребер… ушибы… сотрясение мозга… По окончании диагностики появились роботы-хирурги и взялись за дело. Боль в теле сразу исчезла, и Канаткин прикрыл глаза — его охватили легкая эйфория и спокойствие. Операция завершилась возвращением Канаткина к выходу из камеры. Рука и грудь оказались стянуты единым упругим корсетом. Выстриженную часть затылка прикрывал эластичный овальный пластырь. Канаткин повел рукой, проверяя ее подвижность. Бинт-лента корсета тут же запищала, и голос МедИ предупредил: — В течение пяти дней воздержитесь от нагрузок. Выход за границы допустимых движений будет сопровождаться сигналом. Канаткин достал свежий комплект хирургического белья, оделся и вернулся в операторское кресло. Тут же заговорил Корней: — Андрей Петрович, дали бы мне доступ к ресурсам этой красотки МедИ. Что этим мозгам простаивать? А мне полегче будет — на пределе пашу. Канаткин изменил настройки, и интеллект отсека довольно заурчал: — Хор-р-рошо, чер-р-товски хор-р-рошо! Совсем другое дело! Мысли теперь, как альбатросы… Андрей поинтересовался: — Уже несколько часов прошло, а связи до сих пор нет. Чем это можно объяснить? Корней вздохнул — Канаткин явно услышал шипящий звук: — Да много чем… Устройства связи неисправны... Экипаж другим озабочен. Ведь пока не ликвидируют все кошмары и не проверят основные системки, ничем иным заниматься не будут, в том числе и «гражданами за бортом». Двигатели при таких обломах не запускают, поэтому доставать нас будут катером. — А как далеко мы от корабля? — Километров семьсот. Оперблок удаляется со скоростью сто метров в секунду. Учитывая предполагаемую степень раздолбанности «Неугомонного», ковырять проблемы будут не меньше суток, и за это время отсек отнесет примерно еще на восемь тысяч километров. — Значит, как минимум, сутки… — пробормотал Канаткин. — А если… Корней неожиданно резко прервал его: — О-па! А у нас давление в отсеке падает! Где-то сквозит по правому борту. Не могу точно определить, где именно! Давайте, Андрей Петрович, ищите и заделывайте! Канаткин выругался. Он перелетел к нише с аварийным ремкомплектом и, вооружившись устройством поиска утечек, стал методично обследовать помещение. Вскоре он нашел это место. Сняв панели обивки, добрался до стенок корпуса и, выбрав ближайшую к зоне утечки технологическую точку, прикрепил к ней баллон с герметиком. Сделав впрыск, стал ждать. Смесь, введен-

ная в полости слоев корпуса, должна была заполнить на площади в пол квадратных метра все пустоты, трещины и отверстия. Через некоторое время Корней сообщил: — Давление продолжает падать. Неслабо дует. Похоже, там несколько трещин. Канаткин определил другое место утечки и повторил все манипуляции с герметиком. — Падает, но уже меньше, — доложил Корней. Канаткин перешел к следующей точке — впрыснул… Это повторялось, пока в баллоне не закончился герметик. Падение давления хоть и замедлилось, но так и не остановилось. Канаткин снова почувствовал тянущее, неприятное напряжение в животе. Он вытер ладонью вспотевший лоб. — Когда закончится воздух? Корней, чуть помедлив, ответил: — Через двадцать пять часов. — Проклятье! Так мало! — с отчаянием вскрикнул Канаткин. — Какое критическое время при спасении с «Неугомонного»? — Если в течение двадцати двух часов не будет связи или не получим поискового сигнала, спасательная операция станет невозможной — воздух в оперблоке закончится раньше, чем катер доберется до отсека и проведет шлюзование. «Двадцать два часа. Можно ли за это время починить устройство связи?» — Канаткин невольно представил, как экипаж делает сейчас эту работу, и ему захотелось их поторопить. Потом он подумал, что, кроме связи, может быть поврежден и катер, размещавшийся на два уровня ниже, под медотсеком. А это значит, что сделать уже ничего нельзя и ему точно конец. «Стоп! — опомнился Канаткин — Этого пока нет. И не будет! Надо что-то придумать на крайний случай. Но что? Так… Главное, сохранить воздух и меня вместе с ним. Но где? В оперблоке нет ничего герметичного в таком объеме… Большой медицинский контейнер сохранения находился в разрушенной части медотсека. А здесь только средние и малые КС — в эти чемоданы не залезешь…» Он вдруг представил, как о его смерти сообщат матери и отцу. Кажется, это делается при личном посещении семьи погибшего представителями «Космофлота». А как об этом узнает Натка?! Канаткин тряхнул головой и, чтобы отвлечься и прекратить страшные фантазии, настойчиво лезшие в голову, стал вспоминать счастливые моменты своей жизни. Наташу он встретил на третьем курсе института. Это случилось в парке, на занятиях физкультурой. Он загляделся на светло-русую девушку в компании легкоатлетов, тренировавшихся неподалеку. И с того момента постоянно думал о ней. Он узнал ее имя, выяснил, в какой группе она учится, узнал расписание ее занятий. Он ходил смотреть на нее, не решаясь познакомиться. Неизвестно, сколько бы продолжалось это «увлечение на расстоянии», но через три месяца «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

они неожиданно столкнулись на зачете по ампутации и попали в одну пару «хирург–ассистент». Оказавшись в такой близости от объекта страсти, Канаткин совершенно забыл про зачет и был охвачен чувствами, которые накатывались на него от касания ее локтя, от вида завитка волос на ее шее… Кончилось тем, что он запорол операцию, «зарезав» манекен-пациента. Их оставили на пересдачу и попросили подождать. Они сидели одни в лабораторном классе, и вид у Наташи был очень сердитый. — И что это было? Ты что, двоечник? — спросила она. Канаткин понимая, что история его любви сейчас закончится, едва начавшись, взял и признался в своих чувствах. Что именно он тогда наговорил, он не помнил, но Наташа, порозовев от смущения, выслушала его и, немного помолчав, сказала: — Так, понятно. Но сначала надо пересдать зачет. Это воспоминание вызвало на лице Канаткина улыбку… И вдруг он замер... Мелькнувшая мысль была дикой и абсурдной, но она захватила его. «Надо хотя бы проверить», — решил он. Просмотрев свои антропометрические данные, он удовлетворенно хмыкнул. «Так… это проходит… «меднаников» целая бочка… крови тоже… Самое сложное в этом безумии — «пятое рассечение»… Теоретически на этом оборудовании его можно сделать…» Это был шанс! Единственный шанс, если в контрольное время спасательная операция не начнется. В течение следующих двадцати часов он составлял программу и после нескольких проверок загрузил ее в систему. Потом отловил и закрепил все, что летало по отсеку. Закончив подготовку, Канаткин вернулся в операторское кресло. До завершения контрольного срока оставалось меньше получаса. — Корней, — позвал он, — хочу спросить: а кто создал тебя, ты знаешь? — Конечно, знаю. Леня Бургасов. Первый врач этого корабля. Виртуоз скальпеля и преферанса. Он модифицировал исходный интеллект отсека, добавив личностные алгоритмы одного своего закадычного приятеля. Уходя, он запретил мне вмешиваться в корабельную деятельность. И вообще велел не отсвечивать. Поэтому я только наблюдал и размышлял. Если встретите Бургасова, передавайте ему привет от Корнея. И братишке моему, копии моей, которую он сделал перед уходом, тоже приветик. Канаткин невольно улыбнулся: — Обязательно передам. Но думаю, ты и сам сможешь это сделать — я написал рапорт о сохранении твоей личности. Когда время ожидания вышло, Канаткин приступил к задуманной операции, не колеблясь. Полностью раздевшись, залез в камеру «чистилища» и через несколько минут был наголо обрит, помыт и отчищен до гладкой синевы. Перелетая в операционную, он отдал Корнею последнее распоряжение:

— Когда усну, постепенно снижай обогрев и все ресурсы переводи на оперкамеру. — Сделаем, Андрей Петрович! Удачи вам! А я, пожалуй, опять спрячусь от греха подальше. Только в операционной зоне, когда роботы-хирурги, похожие на многоруких богов, склонились над ним, он все же испытал приступ страха и сомнений. Но это продлилось всего одно мгновение, после которого он провалился в забытье.

пасательный катер приблизился к медленно вращающимся остаткам медотсека и выпустил роботов ориентации. Маневрируя, они окружили полуразрушенную конструкцию и, сблизившись, закрепились на ней. Затем короткими импульсами своих двигателей постепенно остановили ее вращение. На катере знали, что в оперблоке нет воздуха, поэтому, не применяя шлюзование, просто захватили отсек манипуляторами и установили напротив люка правого борта. Вскоре он открылся, и в нем появились спасатели в оранжево-красных скафандрах. Немного повозившись с замком оперблока, они сообщили: — Дверь разблокирована. Мы входим. В рубке катера на экране обзора возникло изображение темного помещения, частично освещаемого фонарями скафандров. Через некоторое время раздался удивленный голос: — А тут никого нет! — Как это никого нет? — переспросили с катера. — Там должно быть тело! Вы точно все просмотрели? — Да тут и смотреть негде. Все на виду, не спрячешься… Подождите… Один из спасателей подлетел к месту хирургаоператора — его привлек одинокий оранжевый огонек питания на панели управления. Включив пульт, спасатель всмотрелся в засветившийся экран: — Медицинский протокол номер один. Исполнитель — Канаткин А.П. Ампутация конечностей и головы… — Спасатель запнулся, а затем воскликнул: — Мама родная! Да он же здесь! Вот в этих контейнерах! — И указал на стеллаж оперкамеры, где мерцали сигналами активности шесть контейнеров сохранения.

а террасу клиники вышел невысокий молодой человек в одежде пациента. Он огляделся по сторонам, улыбнулся и направился к девушке, стоявшей под раскидистыми кленами. Она, заметив его, быстрыми, легкими шагами пошла навстречу. Когда они сблизились, девушка потянулась, обхватывая мужчину за шею, но тут же отпустила. — Ну, что ты? — спросил он. — Никак не могу привыкнуть… — Она вздохнула и осторожно провела пальцами по едва заметному шраму, тонкой нитью протянувшемуся вокруг его шеи.

и и м и «Х и жизни» ! Н о о на т е л у м е н 56по-преж плодоносит!

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

художник Ванрнер Кох

Пишут, что...

Короткие заметки

Растут русские леса Когда любители порассуждать о проблемах леса заводят свой разговор, они, как правило, обращаются к лесам тропическим, которые считают легкими планеты и утилизаторами парниковых газов. Эта точка зрения не совсем верна, поскольку больше всего углекислого газа захоранивают как раз не тропические леса, а те, что растут в средней полосе и далее к полюсу. Более того, северные страны, и особенно РФ, неоднократно замечали: хорошо бы в углеродных налогах учитывать вклад северных лесов в очистку атмосферы. Вот только точно посчитать этот вклад оказывается совсем непросто и именно в РФ. Причина в том, что три десятилетия, прошедшие после гибели единой страны, мониторинг русского леса вели довольно формально, да и трансформация советского планового лесного хозяйства к нынешнему рыночному добавила неразберихи. И вот наконец научная группа из Международного института прикладного системного анализа во главе с Дмитрием Щепащенко сумела точно подсчитать объем лесной биомассы РФ (Scientific Reports, 2021, 11). Исследователи не ограничились рассматриванием космических снимков или подсчетом числа кустов и деревьев на выбранном квадратном километре. Они совместили множество разных данных и обработали их современными математическими методами. Результат оказался удивительным особенно в связи с бытующим в общественном сознании мнением, что все леса в РФ давно вырубили. Оказывается, за период с 1988 года биомасса отечественных лесов выросла, причем очень сильно, гораздо сильнее, чем дает официальная статистика. Фактически этот рост компенсировал варварские рубки тропических лесов. Объем биомассы оказался на 40% больше, чем это следует из данных российского лесного регистра! Более того, количество утилизированного русским лесом углерода за период 1988—2014 годы был на 47% больше, чем учитывают климатологи в своих расчетах. Видимо, эти данные пригодятся руководству страны при очередных климатических переговорах. Ведь, владея такими огромными резервами утилизации, можно себе позволить и менее строго надзирать за выбросами.

С. Анофелес

…хотите выучить иностранный язык быстрее и лучше — забудьте о компьютере, берите в руки обычную ручку; написание от руки способствует лучшему усвоению и большей степени обобщения («Psychological Science», 2021, 29 июня)… …в отходах крупной птицефабрики в 15 км от Томска обнаружены анаэробные сульфатредуцирующие бактерии семейства Desulfovibrionaceae; их доля, а следовательно, и продукция сероводорода, возрастала в присутствии в отходах сульфатов, источником которых могут быть кормовые добавки («Микробиология», 2021, 90, 4, 500—505)… …новая маска со специальными сенсорами позволяет выяснить, болен ли человек ковидом, на это ей понадобится около полутора часов; сенсоры могут быть настроены на работу и с другими вирусами («Nature Biotechnology», 2021, 28 июня)… …у северного оленя и кабарги, поедающих кустистые лишайники в тундровой зоне Якутии, выявлено самое высокое содержание радионуклида цезий-137, который с их мясом поступает в организм бурого медведя и человека; впрочем, его концентрация пока не превышают норму («Известия Российской академии наук. Серия биологическая», 2021, 4, 435—443)… …акустику молельных залов в мечетях российские ученые до сих пор изучали не слишком активно, один из важных шагов в этом направлении — акустическое обследование мечети Кетшава в Алжире («Акустический журнал», 2021, 67, 3, 308— 318)…

…у одного из объектов Ханского дворца в Бахчисарае обнажились его конструктивные элементы, и удалось установить точную дату землетрясения, сильно его повредившего, — это салачикское землетрясение 30.04.1698 г. с отголосками в 8—9 баллов в Бахчисарае («Физика Земли», 2021, 4, 101—119)… …узкочерепные полевки, родившиеся и выросшие в условиях высокой антропогенной нагрузки, легче адаптируются к неволе, быстро набирают вес, но живут недолго по сравнению с собратьями из мест обитания с умеренной и слабой антропогенной нагрузкой («Экология», 2021, 4, 263—270)… …о пользе молочного шоколада для женщин: 100 г белого шоколада утром в течение часа после того, как вы проснулись, сжигают жир, снижают уровень глюкозы в крови, положительно влияют на микробиоту, за час до сна — улучшают сон («The FASEB Journal», 2021, 23 июня)… …считается, что на микробиом кишечника в первую очередь влияет образ жизни, в частности, что мы едим, чем лечимся, однако результаты 14-летнего наблюдения за популяцией бабуинов в Кении говорят, что решающую роль играют наследственные факторы («Science», 2021, 9 июля)… …тело человека претерпевало и до сих пор претерпевает весьма существенные изменения под воздействием факторов окружающей среды, главным образом — температуры: холодный климат формирует более крупных особей; косвенно это сказывается и на размере мозга («Nature Communications», 2021, 8 июля)…

жни Муса Кайра

Пишут, что...

Короткие заметки

Русский с китайцем — братья навек! Время от времени китайцы пускаются в путешествия: кто в поиске лучшей доли, кто для удовольствия. Кто они, те китайцы, что едут в РФ в последние 30 лет? Подробное исследование провел социолог из Южно-Уральского университета А.А. Авдашкин («Социологические исследования», 2021, 5). Он выявил три волны китайской миграции. Первая пришлась на период формирования свободного рынка. Тогда, впрочем, как и в начале XX века, после падения в Китае маньчжурской династии Цинь, в страну хлынули потоки торговцев: и челноки, и более крупные предприниматели. Они не только торговали, но и использовали территорию РФ в качестве склада и транспортного узла для международного перераспределения товаров. В середине 2000-х эта деятельность сошла на нет. Зато стала расти другая волна: китайские рабочие занялись стройкой и сельским хозяйством. Известно, что во многих регионах именно китайцы восстанавливают разрушенные советские тепличные комплексы, а для работы привлекают своих соотечественников: ввиду языкового и культурного барьера им свойственно держаться вместе. В обществе возникли опасения формирования чайна-таунов, но они не оправдались: китайцы приезжают по временным визам и, заработав, возвращаются на родину. Правда, на их место могут приезжать другие и селиться в тех же микрорайонах. А далее пошел туризм. Всего за пять лет, с 2014 по 2019 год, поток китайцев вырос трехкратно, до 1,275 млн человек в год. В туристических например в Санкт-Петербурге, на Васильевском острове, формируются целые кварталы из гостиниц, ресторанов, экскурсионных бюро и прочих вспомогательных служб, которые занимаются обслуживанием китайских туристов: те ведь предпочитают селиться компактно. С началом эпидемии этот поток спал, зато усилился приток студентов. Они изучают русский язык, музыку, рисование, медицину, аэрокосмические и нефтегазовые технологии. Обучение и жизнь в РФ стоят дешево, а уровень образования высокий. Если в 2017 году в РФ училось 30 тыс. китайских студентов, то в 2020-м только приехало 29,6 тыс. новых. И это важно, ведь такие студенты тысячами дружеских связей объединяют на долгие годы две огромные страны евроазиатского континента.

А. Мотыляев «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

Нанофантастика

Андрей Лободинов Иллюстрации Елены Станиковой

Жар-птица

ужчина бродил по улицам городка. Прохожие отводили взгляд, чтобы не пялиться на обожженное лицо. Сутулясь, он зашел в бар. — Красивый этот ваш север, — сказал мужчина, глядя, как бармен наполняет стакан. — Мощь непостижимая во всем. Лес в осеннем пламени... озера бездонные... жили здесь люди, строили церкви без единого гвоздя, искали смысл. Вот и я решил его найти в этих синеве и золоте. В глазах мужчины плескалась тревога, поэтому обычно словоохотливый бармен ограничился вежливой улыбкой. Выйдя из бара, мужчина уже уверенно пошел по улице. Постучал в калитку. Рядом на заборе была надпись «Шабашка, любые работы» и телефон. Игравшая во дворе девочка лет шести забежала в дом. Вышла ее мать. — По объявлению, фундамент залить надо, — сказал мужчина, кивая в сторону намалеванного белой краской телефона. — Ушел он, звоните по номеру, — сказала хозяйка дома раздраженно, избегая смотреть на ожоги на лице мужчины. — А можно у вас воды попить? Я заплачу, если надо, — извиняющимся голосом спросил незнакомец. В доме он огляделся. Девочка прошмыгнула в свою комнату. В руках у нее были осенние листья. — Какая синеглазая... глазища как два озерца, — неожиданно окликнул ее мужчина, улыбаясь. Остановившись на пороге, девочка неуверенно улыбнулась в ответ и глянула на мать. Наконец мужчина поблагодарил за воду и ушел.

апы, как обычно, не было дома. За ужином мама опять пила из рюмки «лимонад для взрослых». Это значило, что лучше ее не трогать. — А поделки из листьев у нас в раздевалке висят, а моя выше всех. А воспитательница сказала, что завтра мы будем рисовать жар-птицу. А сегодня... — Спать иди, — перебила ее мать. Девочка пошла чистить зубы. В зеркале корчила себе рожицы. Вспомнив слова незнакомого дяди про свои глаза, делала их нарочито круглыми. — Спокойной ночи, мамочка, — сказала она, идя в свою комнату. Женщина храпела перед телевизором. Девочке снилась жар-птица. Она кружилась над их домом. Она хотела, чтоб девочка проснулась. Дом горел. — Мама! — закричала девочка. Горло мгновенно запершило, заболело от горячего дыма. Мать не откликалась. Собравшись с духом, девочка спрыгнула с кровати. В окне она заметила бегущего к дому мужчину, который к ним заходил попить. Но ожогов на его лице не было.

Надрывно кашляя, она бросилась к двери в комнату, открыла ее. Из дверного проема пламя хлестнуло обжигающей пощечиной, жадно слизнув ресницы и брови. Девочка вернулась в свою кровать, спряталась под одеяло. Пламя вползало в комнату лениво, не спеша, слизывая огненным языком недочитанную книжку, плюшевого медведя, рисунок на столе. Когда куклы заплакали расплавленным пластиком, вдали завыли сирены. Но их девочка уже не слышала. *** — Спокойной ночи, мамочка. Девочку разбудил топот шагов и хлопанье дверей. Чуть пахло дымом. — Одевайся, — хлопотала почти протрезвевшая мать. Они стояли среди холодной ночи. Вдали завыли сирены. — Как же это... хорошо, что вы разбудили... чудо просто, — бормотала мать. — Мимо шел, чую запах дыма, — улыбнулся незнакомец. Тот самый, что заглядывал к ним попить. На лице его были те же ожоги, что и тогда. Он глянул на закутанную в материнскую шаль девочку и рассмеялся: — Ух, глазастая! Девочка была немного напугана и хотела спать. Но у дяди такой счастливый вид, а мама не пьяная. Значит, все хорошо, решила девочка, прижимаясь к матери. Вдруг мать охнула. — Мужчина... у вас на лице ожоги исчезли! На следующий день незнакомец ненадолго снова заглянул узнать о последствиях пожара. Сказал, что уезжает из городка. Когда его взгляд падал на девочку, он почему-то счастливо смеялся.

Набравшись храбрости, та вышла из своей комнаты с рисунком в руках и, сама не зная почему, протянула его незнакомцу — в подарок. На рисунке была жар-птица. *** «Участник проекта использовал доступ для трех несанкционированных перемещений во времени. Цель, по его словам, спонтанная — спасти случайную девочку, погибшую на пожаре. В первом перемещении он получил ожоги, но не смог достичь своей цели. Помешала его неподготовленность и пьяное состояние матери ребенка. Во втором перемещении на более раннюю дату он побывал в доме девочки, чтобы получить представление о его планировке. В третьем перемещении он вмешался в происходящее в начале пожара, предотвратив гибель ребенка, а также получение ожогов собой в первом перемещении. Рекомендации: навсегда отстранить от всех уровней доступа. Изменения во времени откатить согласно регламенту». В кабинете сидели несколько человек. Мужчина чтото горячо доказывал. Он то и дело повторял: «Вы же не станете... не станете...» В ответ ему повторяли: «Правила... риск необратимых парадоксов... недопустимо создавать прецедент». В отчаянии мужчина достал из кармана альбомный лист с рисунком жар-птицы, сложенный вчетверо, развернул его. Это было удивительное зрелище. Первыми на рисунке исчезли глаза и хохолок. Потом начали пропадать перья из хвоста. Вот исчезло красное, вот оранжевое и наконец желтое. Последними исчезли крылья — видимо, девочка начала рисовать с них. В кабинете повисла тишина. Сжимая в руках чистый, белоснежный лист, мужчина заплакал. «Химия и жизнь», 2021, № 7, www.hij.ru

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

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

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