Михаил Васин

ДВА ШАГА ДО ЧУДА

Очерки

ВОЗЬМИ СЕБЕ ЛЮБУЮ ТАЙНУ!

«Скучно жить на свете…» — Сто тысяч загадок на выбор. — Мрачный остров Кокос все молчит. — Сахалинское чудо. — Муха-компас. — В новой стране Бионике. — Подземный космос. — Клад в океане. — Термиты ужинают автобусами. — Муравьиный язык. — Ружье из пластмассы. — В путь!

СЛОВО О СКУКЕ

Ты, наверное, слышал от кого-нибудь из своих друзей, что жить на свете становится неинтересно, скучно. Особенно мальчишкам. Все неведомые страны давным-давно открыты. Теперь даже крохотный островок, не известный географам, для любого мореплавателя — большая находка. Взглянешь на карту — и даже тоскливо становится: там уже все-все обозначено. И леса, и горы, и реки, и речушки, и болота, и озера, и дороги. На веем земном шаре осталось только два белых пятна: северная шапка и южное донышко. Да и то неясно, что эти пятна означают: «неисследованные районы», «нет никаких сведений» или просто-напросто «снег, льды». Скорей всего последнее, потому что на Северном полюсе побывало уже множество экспедиций (даже на подводных лодках подо льдом плавали!) и каждый год туда отправляются всё новые исследователи Арктики. А в Антарктиде сооружены обсерватории, построены обширные поселки. Ученые изъездили в санно-гусеничных поездах весь «белый континент»…

Да что там путешествия! Возьмите любую отрасль науки. Разве можно сейчас что-нибудь открыть? Радио давно изобретено. Телевидение — тоже. Что такое атомная энергия, знает каждый. В учебниках по зоологии и ботанике описаны почти все животные и растения, рассказано, как и где они живут, чем питаются, сколько на цветке бывает лепестков и тычинок…

Все известно, все открыто! Конечно, тем, кому удастся полететь на другие планеты, хорошо. Но ведь всех туда не возьмут! Остальным придется пропадать от зеленой скуки на Земле. Плохая настала жизнь. Скучно…

Не правда ли, тебе не раз приходилось слышать такие разговоры? А унылое слово «скучно» даже стало надоедать.

Мне оно тоже изрядно надоело. «Скучно» да «скучно»… Какое серое, глупое слово! А на этих скучающих «всезнаек», которые жалуются, что им не осталось интересного дела, мне, откровенно говоря, даже смотреть противно. Почему скучно? Где скучно? На нашей Земле?! А что знают они о Земле, о ее растениях и животных, о бескрайнем океане и его обитателях, о тайнах атома, наконец, о своем собственном организме?

Если уж на то пошло, я уверен, что в наше время жить гораздо интересней, чем когда бы то ни было раньше. И не только потому, что началась эра покорения космоса, что человек шагнул за пределы самой Земли, что настала пора открывать и исследовать не острова, не материки, как было когда-то, а целые планеты, новые миры.

Нет, и на Земле сейчас столько интересного, столько чудес и тайн, столько неизведанных сказочных стран, что глаза разбегаются: в какую страну отправиться, за какое чудо взяться?

Я вижу недоверчивую улыбку: ох, и хватил автор! Куда это его занесло? Так ли уж много на свете чудес и тайн? И где эти бесчисленные сказочные страны?

Ну что ж, давай сейчас же, не откладывая в долгий ящик, познакомимся с некоторыми.

ОСТРОВА СОКРОВИЩ

Наверное, нет такого грамотного человека, который не читал бы знаменитую книжку Стивенсона «Остров сокровищ». И все уверены, что остров сокровищ — плод фантазии писателя, что такого острова на самом деле не было. Так вот, этот остров существует. Лежит он в Тихом океане, название его — Кокос. И сказочные сокровища не выдумка. Пираты издавна хранили здесь награбленные богатства. Спрятанные на острове драгоценности оцениваются в десятки миллионов долларов. Они и сейчас находятся там.

Ты спросишь, почему бы эти миллионы не выкопать? Такой вопрос задавали себе многие. И отправлялись на поиски. Кто только не побывал на острове Кокос в надежде найти клады пиратов! С замиранием сердца ожидая, что заступ вот-вот глухо ударится о бочку с золотом или о крышку старинного сундука с драгоценными камнями, рыл здесь ямы даже Франклин Рузвельт, ставший впоследствии президентом Соединенных Штатов Америки. Но ни он, ни другие кладоискатели так и не нашли награбленных богатств: остров упорно хранит тайну пиратов. Безуспешные поиски продолжаются и поныне…

Вот одна тайна. Хотя и не очень важная, но все-таки — тайна. Однако на свете множество куда более важных загадок. Их решение принесет огромную пользу тысячам и миллионам людей.

Есть, скажем, в Тихом океане другой остров сокровищ. Название его тебе давно известно. Это Сахалин. Из многочисленных его сокровищ мы упомянем лишь о нескольких.

Тот, кто живет в средней части России, видел ничем особенным не примечательное растение, которое называют медвежьей дудкой. Медведи, конечно, из этой травы никаких дудок не делают, зато мальчишки мастерят из стеблей-трубок отличные насосы. Струи воды, умело пущенные из них, могут настичь и обрызгать противника на расстоянии по крайней мере метров в десять.

Так вот, эта самая трава, но выросшая на Сахалине, достигает таких размеров, что ее впору называть не медвежьей, а слоновой дудкой. Сквозь ее высоченные густые заросли трудно пробраться даже на коне. А насосы, сделанные из нее, могут посылать такие потоки воды, что неприятель вмиг окажется мокрым с ног до головы.

Немало на острове и других растений-гигантов. Сахалинская дикая гречиха, например, достигает в высоту трех и более метров. В гречишном лесу немудрено и заблудиться: ведь эта «травка» возвышается над головой еще почти на человеческий рост!

Дикая гречиха — прекрасный корм для животных. И когда весть о богатырской траве разнеслась по Европе (это случилось в прошлом веке), его заинтересовались многие фермеры. Во Франции началась настоящая «гречишная лихорадка». Семена сахалинской гречихи раскупались нарасхват, по баснословным ценам. Но прошло несколько лет, и настало горькое разочарование: гречиха, прибывшая с далекого острова, даже на лучших европейских землях росла хилой и низкой…

Почему же богатырь превратился в жалкого карлика? Неизвестно. Почти все растения-гиганты, переселенные с острова на материк, «забывали» о том, какими они были на Сахалине, и отнюдь не могли похвастаться своим ростом. Зато обыкновенные бобы, горох и другие сельскохозяйственные культуры, «переехавшие» с материка на остров, вдруг набирали силу, поднимались вверх до двухметровой высоты, их листья, стебли, корневища становились необычайно большими, толстыми, сочными. Чеснок, например, дает здесь урожай около трехсот центнеров с гектара. До верхушки его листьев не каждый дотянется рукой.

А вот какую капусту вырастили местные ученые. Некоторые кочаны трудно поднять, и их приходится катить по земле, как бочки. Вес их достигает тридцати килограммов. «Сверхкапуста» дает урожай до двух тысяч центнеров с гектара!

Разве это не чудеса?

Но почему они происходят только на Сахалине? Почему бы гигантской капусте или чесноку-великану не расти где-нибудь под Ленинградом, в Московской области или на плодороднейших землях Кубани?

Ученые считают, что причины сахалинского чуда надо искать в особенностях климата и в своеобразии почв острова. Здесь повышенная влажность воздуха, тепло днем и холодно ночью. Почему-то почти никогда не бывает гроз. А сахалинские почвы не похожи ни на какие другие в мире.

Но тайна пока остается тайной. Чтобы ее раскрыть, надо отправиться в страну, которая называется Биологией растений. В этой стране придется провести многие месяцы, а может быть, и годы. Ученые уже ведут поиски в этой еще плохо изученной стране. Они исследуют особенности развития растений-гигантов, их пищу, влияние на их рост влаги, ночного холода, земного магнитного поля.

Когда все это и многое другое будет изучено, мы узнаем, как рождаются гиганты, и, возможно, научимся выращивать богатырские растения всюду.

МАГНИТ И МУХА

По-видимому, внимательному читателю уже не терпится перебить меня и задать вопрос:

— А какое отношение к развитию растений имеет магнитное поле? Оно нужно для того, чтобы поворачивать на север стрелку компаса. Это все знают. Но ведь растение — не стрелка! При чем же здесь магнит?

Вопрос очень интересен. В самом деле, влияет ли магнит на растения? И если влияет, то как?

К сожалению, никто на подобные вопросы пока не может дать окончательного ответа. Это тоже загадка нашего времени. Одни ученые предполагают, что магнит оказал огромное влияние на зарождение и развитие всей жизни на нашей Земле. Другие считают: земное магнитное поле слишком слабо, чтобы серьезно воздействовать на растения.

Мы не будем гадать, кто прав, кто заблуждается. Сотни ученых, вооруженных новейшими приборами, аппаратами, карабкаются по узким крутым тропам науки, прыгают со скалы на скалу через провалы в человеческих знаниях, ощупью, словно в глубокой пещере, бредут во мраке неизвестности, продираются сквозь непролазные чащобы недоумений, проблем, задач. Острые вопросы, будто шипы лиан, цепляются за их ноги.

Но первопроходцы науки мужественно идут и идут вперед, шаг за шагом прокладывая дороги знания. К ним на помощь каждый год приходят все новые молодые исследователи, подготовившие себя к трудному научному пути в школах, институтах, университетах. И дело идет все быстрее.

Некоторые из вновь проложенных дорог ведут и к тайне магнита, к тайне его влияния на земную жизнь. Первые километры пролегли не только по горам и долинам той страны, о которой мы уже говорили, — Биологии растений. Они разбежались и по просторам соседней страны, которая называется Биологией животных, устремились в неоглядные дали удивительного материка — Физики.

Найдено пока еще мало фактов. Но все-таки они есть. И любопытные. Например, установлено, что токи высокой частоты (а эти токи создают непрерывно меняющееся магнитное поле) заставляют быстрее расти томаты. Делали и такой опыт. Между полюсами магнита помещали зеленые помидоры. И они созревали скорее, чем обычно. Чтобы «проснулись» луковицы гладиолусов, их надо подержать на холоде. Но они дают ростки и без этой процедуры, если их подвергнуть действию радиоволн. Напомню: радиоволны — тоже разновидность электромагнитных колебаний.

Очень чутки к действию магнитного поля насекомые. Понаблюдай хотя бы за обычной домовой мухой (сначала с помощью компаса надо определить, где линия север — юг, а где восток — запад). Так вот, муха, если нет ветра и ей ничто не мешает, садится на землю, на пол в строго определенном направлении: либо по линии север — юг, либо восток — запад. Меняет свое положение она резким прыжком — так, чтобы снова занять одно из этих направлений.

Если муху поместить между полюсами сильного магнита, то она возбуждается, бегает, прыгает, буянит. А потом, притихнув, как перед грозой, замирает, унылая и угнетенная.

При этом сидит она обязательно по линии, соединяющей полюса магнита, либо строго поперек этой линии.

Если теперь осторожно убрать магнит, то муха немедленно примется чиститься: тереть лапку о лапку, что-то соскабливать с крылышек, поглаживать голову.

Недавно исследователи натолкнулись еще на такой интересный факт. Оказалось, что электромагнитные волны (но только определенной длины!) убивают вредного жучка — хлопкового долгоносика.

Как видим, магнитное поле имеет некоторое отношение к жизни и растений, и животных. Так что не напрасно ученые, стараясь найти объяснение сахалинскому чуду, изучают особенности магнитного поля на этом острове.

ПРИРОДА-КОНСТРУКТОР

Как удается мухе чувствовать магнитное поле и зачем природа дала ей эту способность, пока не ясно. По всей вероятности, у нее есть какой-то чуткий орган, который способен «видеть» направление магнитных силовых линий не хуже нашего компаса. Ученые ищут этот орган.

Зачем? Какую пользу человеку может принести исследование какого-то магнитного «глаза» мухи? Но… не будем торопиться с выводами. Лучше вспомним некоторые подобные примеры.

Что такое эхо? Ты кричишь, например, «ура!». Звук разлетается во все стороны, но в одном месте наталкивается на стену, скалу или иное препятствие, отражается от него и возвращается к тебе. И с той стороны, где звук встретил препятствие, до тебя доносится: «Ура-а!».

Используя этот принцип, инженеры построили ультразвуковой локатор — прибор, который с помощью звука ощупывает, осматривает окружающее пространство и определяет, где звук встретил преграду — скалу, камень, корабль. Локатор позволяет людям «видеть» в полной темноте. Правда, зрение это очень и очень слабое. Но лучше видеть плохо, чем не видеть совсем. И изобретением локатора человечество вправе было бы гордиться, если бы не… летучая мышь.

Кто не следил за беззвучным, стремительным полетом летучей мыши в тихий летний вечер? Какие замысловатые узоры чертят ее крылья на темнеющем небе! Вот она бросается вниз, лавируя между невидимыми ветками, проносится под деревом, взмывает к небу, с размаху влетает в крохотное чердачное оконце и через минуту вновь выскальзывает из него. Все темнее и темнее ночь. Но мышь этого как будто и не замечает. Полет ее все так же стремителен и причудлив. Сейчас самое время поужинать, и она что есть мочи гоняется за насекомыми, ловит их десятками, сотнями, тысячами.

Как же она видит их? Как не налетает на деревья, столбы, провода?

Оказывается, у летучей мыши тоже есть ультразвуковой локатор, с помощью которого она и видит в темноте.

Стали изучать этот сконструированный природой «прибор» и ахнули: он был несравненно более совершенным и чувствительным, чем самые лучшие локаторы, созданные человеком.

Сейчас инженеры учатся у природы. Они уверены, что вскоре им удастся построить локаторы, которые будут в миллионы раз более чувствительны, чем нынешние. Образно говоря, это значит, что если сейчас на расстоянии нескольких километров ультразвуковой локатор может лишь заметить корабль, то новый локатор рассмотрит во всех подробностях муху, сидящую на его мачте!

Есть рыбы, которые обладают столь тонким обонянием, что обнаруживают в воде самые ничтожные примеси пахучего вещества. Любой Шарик или Жучка отличает сотни тысяч запахов, совсем недоступных человеческому носу. И здесь ученые и инженеры учатся у природы. Они намерены выведать секреты сверхчувствительного обоняния и создать удивительные приборы. Если у одного берега Аральского моря вылить в воду ложку пахучего вещества, то такой прибор, установленный на противоположном берегу, вскоре подаст сигнал: морская вода приобрела очень сильный запах!

Но все это — в будущем. А что уже есть? Что мы уже позаимствовали у природы? Пока не очень много. Куполообразные крыши из тонкого железобетона, перекрывающие без всяких подпорок и столбов целые рынки, заводские корпуса, стадионы. В таких крышах нетрудно узнать давно нам знакомую яичную скорлупу. Инженеры так и говорят: «Этот стадион будет перекрыт скорлупой-оболочкой…»

Фотоаппарат. Это хотя и не совсем удачная, но все-таки копия глаза. Вместо хрусталика — объектив; вместо сетчатки — светочувствительная пленка.

У медузы есть орган, выполняющий ту же роль, что и наше ухо. Но слышит медуза звуки гораздо более низкие, чем самый низкий бас, — инфразвуки. Нам эти звуки недоступны. И не нужны. Для медузы же нет ничего важнее, чем услышать сверхбас: это голос приближающегося шторма. Значит, надо поторапливаться уходить глубже в воду. Иначе — налетит шквал, и слабая беспомощная медуза будет растерзана волнами в клочья.

«Ухо» медузы уже создано искусственно. Оно заранее предупреждает моряков о приближении штормов…

Чтобы подробнее узнать об остроумных выдумках природы-конструктора, о том, какие полезные советы дает она инженерам и ученым, надо отправиться в страну Бионику. Эта страна открыта совсем недавно, и неожиданности, приключения встречаются там на каждому шагу.

ПОД НОГАМИ — НЕИЗВЕСТНОСТЬ

Мы пошарили лишь по самой поверхности нашей планеты, а сколько загадок, тайн и чудес сразу же подвернулось нам под руку! А если «ковырнуть» нашу Землю чуть поглубже, если заглянуть под ее реки, овраги, долины?

Мы научились высвобождать ядерную энергию, нанесли на карту чуть ли не каждый камень на лунной поверхности, заглянули в миры, отстоящие от нас так далеко, что свет летит оттуда сотни тысяч лет. Но мы — стыдно сказать — почти ничего не знаем о том, что делается у нас под ногами, не знаем, на чем мы живем.

Недавно в Прикаспийской низменности пробурена самая глубокая в нашей стране скважина. Она проникла в недра на 6800 метров. Много это или мало? Конечно, много! Чтобы успешно вести бурение, пришлось делать специальные бурильные трубы из легких сплавов. В резцы, которые должны были вгрызаться в камень, вставлялись алмазы — самый твердый природный материал. Вели бурение наиболее опытные рабочие, техники, инженеры. Очень много сложных задач им пришлось решить, пробиваясь сквозь эти 6800 метров.

И вот теперь, когда преодолено множество трудностей и скважина пройдена, можно сказать, что человек проколол… тоненькую кожуру Земли. С чем ее можно сравнить? Возьмите самый большой школьный глобус. Так вот, все наши шахты, колодцы, скважины (в том числе и эта, новая) позволили человеку проникнуть в глубь Земли лишь на толщину листа бумаги! Что лежит глубже — неизвестно. Ученые строят разные предположения, высказывают догадки, но никто из людей не может сказать:

— Я знаю!

Чтобы узнать подземные тайны, ученые пятидесяти стран в течение десяти лет вели исследования по программе, называвшейся «Международный проект верхней мантии».

Верхняя мантия — это первый, ближайший к нам загадочный слой Земли. Ее свойства резко отличаются от свойств известных нам горных пород, лежащих на поверхности или на небольшой глубине. Из чего она состоит? Может быть, это жидкие, расплавленные от нестерпимого жара камни? Или, наоборот, скала несокрушимой твердости и плотности? Или, наконец, это слой металлов?

Строение Земли.

Не праздное любопытство разбирает ученых. Нам пора задумываться над тем, где мы будем брать полезные ископаемые лет через тридцать — сорок: ведь запасы руд на сравнительно небольших глубинах изрядно оскудели, многие месторождения полезных ископаемых вычерпаны до дна. За последние тридцать лет добыто цветных и редких металлов больше, чем за всю предыдущую историю человечества, за сотни веков.

С каждым годом все больше строится заводов, все больше появляется машин. Значит, потребуется еще больше железных, медных, цинковых и других руд, нефти, угля, газа. Может быть, изучение верхней мантии поможет человечеству решить эту проблему?

Но десятилетние международные исследования, хотя они и позволили узнать много нового, ответа на все вопросы не дали. О загадочной верхней мантии ученые могут судить лишь по косвенным данным: ни одного камешка, ни одной песчинки добыть оттуда пока не удалось. А добыть надо — без этого невозможно точное знание.

Верхняя мантия находится сравнительно неглубоко. В некоторых местах до нее можно добраться, пробурив лишь километров десять — пятнадцать. Под дном океанов она лежит еще ближе.

Советские ученые решили пробиваться к ней с суши при помощи сверхглубоких скважин. Намечено пять районов на территории нашей страны, где будет вестись бурение на небывалую глубину. Я уже упоминал о проходке «прикаспийской скважины» и о некоторых трудностях, связанных с этим. Понятно, что проникновение в недра на 15 километров гораздо более сложно и требует очень серьезной подготовки. Первая такая сверхглубокая скважина заложена на Кольском полуострове. К середине 1975 года в Кольском гранитном монолите удалось просверлить вертикальное отверстие длиной 7260 метров. Новый рекорд глубины! Но это лишь половина намеченного.

Американцы предпочли другой путь: они пытаются бурить дно океана. Там придется прокладывать скважины гораздо меньшей глубины, но зато много дополнительных хлопот доставит капризная морская стихия.

Некоторые американские ученые считают, что есть еще и третий путь: отправить в недра нашей планеты «подземную лодку», которая с помощью атомной энергии, как раскаленная игла, расплавит и проколет камни и скалы на своем пути в верхней мантии… Как ни фантастично это предложение, его вполне серьезно обсуждают крупные специалисты. Да, говорят они, для осуществления подобного проекта потребуются огромные средства и годы напряженной работы. Но не исключено, что именно «атомная игла» поможет людям быстрее добраться до мантии.

Вот сколько трудностей приходится преодолевать еще и сегодня, чтобы узнать, что находится в земле, причем находится совсем рядышком, под самыми ногами! (Если взять наш пример с глобусом, то получится, что сверхглубокая скважина или подземная лодка пробьет его все-таки лишь на толщину двух-трех листов бумаги…)

Кстати, несколько слов об океане. Водная стихия — тоже неизведанная страна. Лет шестьдесят — семьдесят назад мы не знали о больших морских глубинах почти ничего. Да и сейчас знаем не много. Хотя люди снова и снова отправляются в рискованные глубоководные путешествия (сначала в гидростате — прочной стальной банке, а затем в батисфере, батискафе, мезоскафе и в других подводных аппаратах), океанские тайны все еще ждут своих открывателей.

Чем же интересен океан?

На его дне покоятся месторождения полезных ископаемых, удобрения, огромные запасы кормов для животных и пищи для человека. Даже морская вода представляет собой величайший склад богатств. В ней содержится столько солей, что их хватило бы покрыть поверхность всей Земли слоем толщиной в 45 метров. В воде океанов растворено также огромное количество дорогих металлов: никеля, серебра, урана, молибдена. Одного золота в ней 8 миллионов тонн. Надо только научиться извлекать эти драгоценности из морской пучины.

Об океане можно говорить без конца. Океан — это загадки, опасности, нетронутые сокровища. Наука океанология не менее интересна, чем физика, умеющая превращать ртуть в золото и извлекать из крошечных, невидимых крупиц вещества — атомов — такое сказочное количество энергии, о котором сорок лет назад еще и не мечтали. Она так же увлекательна, как радиоэлектроника, создающая умные машины, как медицина, которая уже начинает заменять износившиеся или больные органы новыми, здоровыми. Океан таит в себе столько же романтики, тайн и приключений, сколько биология, бионика, астрономия, космонавтика.

Советский батискаф «ТИНРО-2».

В ДОРОГУ!

Мы еще вспомним об океане. А сейчас нам пора отправляться в долгое путешествие по стране, которую называют Химией. Почему именно туда? Почему я не зову тебя поближе познакомиться с наукой об океане, с физикой, с биологией или электроникой?

Потому что химия сейчас — одна из самых важных наук. Без ее помощи не могут обойтись ни физики, ни биологи, ни океанологи, ни врачи, ни колхозники, ни строители, ни создатели новых машин. Дорога в космос, между прочим, в значительной мере проложена также химией.

Я приглашаю в это путешествие еще и потому, что Советское государство, наша партия и правительство уделяют химии очень большое внимание.

На создание новых научных лабораторий, химических заводов и цехов расходуются миллиарды рублей. За годы восьмой и девятой пятилеток наша промышленность увеличила выпуск многих важнейших веществ и синтетических материалов в четыре, пять и даже в шесть раз. К 1980 году мы будем производить химической продукции почти вдвое больше, чем сейчас.

«Химия — это область чудес. — писал Максим Горький, — в ней скрыто счастье человечества, величайшие завоевания разума будут сделаны именно в этой области».

Я зову в путешествие по Химии еще и потому, что это просто-напросто интересно. И может быть, ты увлечешься тем, что узнаешь в этой книжке, и уже сам, без моей помощи отправишься странствовать по обширным областям химии. Сколько раз тебе придется повстречаться с волшебством, фантазией наяву, неожиданностями! И может быть, ты решишь стать волшебником-химиком?..

ЗДРАВСТВУЙ, ХИМИЯ!

И все-таки я вижу, что ты, мой друг, несколько разочарован. Вот, думаешь ты, если бы отправиться (хотя бы мысленно) в морскую пучину или в земные недра! Там все ново. А химия? О ней пишут газеты и журналы, рассказывают радио и телевидение. Ты о ней уж столько раз слыхал, что давным-давно все знаешь и тебя уже ничем «химическим» не удивишь…

Сказать, что ты знаешь химию и что она уже тебе неинтересна, — значит выглядеть хвастуном и несерьезным человеком.

Начнем с такого вопроса.

Что ты знаешь о «консервированных солнечных лучах»? Они имеют весьма разнообразный вкус. Если ты действительно знаком с химией, то сможешь в общих чертах объяснить, почему из одних и тех же лучей получаются столь непохожие «консервы». И уж тебе не составит никакого труда сказать, почему тайна превращения видимого света во вкусные продукты считается сейчас одной из самых больших, самых увлекательных тайн.

Ты, наверное, уже готов сдаваться: «Не знаю!» А для химии это довольно простые вопросы.

Когда ты прочтешь одну из следующих глав, ты легко убедишься в этом.

Или, скажем, знаешь ли ты, какое мыло можно есть? Это мыло создала химия. В свое время мы о нем еще поговорим.

Вот еще одна задача. Однажды туристы, путешествующие по Индии в большом автобусе, оставили его на ночь без присмотра. А утром на этом месте нашли лишь металлический остов. Оказалось, что это… термиты поужинали автобусом. Прожорливые насекомые съели все — и занавески на окнах, и кожаные кресла, и коврик на полу.

Как же поступить, чтобы подобное не повторилось с другими автобусами? Энтомологи — специалисты по насекомым — разводили руками: кому-кому, а им хорошо известен аппетит термитов. Знают они и то, что перед челюстями термитов устоять могут лишь самые твердые материалы — металл, камень. Но ведь не будешь же делать автобусные сиденья из стали или гранита!

Казалось, человек бессилен перед насекомыми. Но в дело вмешались химики.

— Да ведь все очень просто, — сказали они. — Надо делать и сиденья, и занавески, и ковры из… стекла!

И в самом деле, эти сиденья, хотя и получились очень мягкими, оказались не по зубам термитам.

Как же удалось сделать стекло мягким? Если ты хорошо знаешь химию, ты без промедления ответишь на этот вопрос. А если не знаешь, то тебе будет интересно почитать главу о стекле, тысяче его обличий и применений.

БОЛТЛИВЫЕ НАСЕКОМЫЕ

Нравятся ли тебе муравьи? Уж очень это трудолюбивый, храбрый и дружный народ. Люди издавна наблюдают за муравьями, изучают их жизнь. Более всего поражало ученых то, что у муравьев, впрочем, так же, как у пчел, ос, термитов, есть свой язык, совершенно непонятный науке.

Я имею в виду не звуки, которые муравьи издают с помощью «инструмента», сходного со «скрипкой» кузнечиков. И не «песню» вожака саранчи, созывающего свою прожорливую стаю. И не повелительное жужжание пчелиной матки. Нет. Было замечено, что даже тогда, когда насекомые не могут ни видеть, ни слышать друг друга, они каким-то неизвестным образом переговариваются о своих житейских делах — о пище, жилище, близости врага.

Наверное, и до сих пор этот таинственный язык насекомых не давал бы покоя ученым, если б в дело не вмешалась химия. Именно она объяснила, как разговаривают насекомые, и даже расшифровала отдельные слова.

Чтобы снова не возвращаться к этому вопросу, я сразу расскажу, в чем тут дело. Язык оказался… химическим. А его слова — различные довольно сложные вещества.

Особенно хорошо развит химический язык у муравьев. Они пользуются им чуть ли не во всех случаях жизни. Каким образом?

Есть у муравьев особые железы, которые непрерывно вырабатывают капельки пахучих веществ — феромонов.

Отправляется, скажем, муравей по каким-то своим делам. Пройдет несколько шагов и, не останавливаясь, прижмется тельцем к земле или травинке.

И на ней останется пахучая черточка. Это и есть слово. Еще несколько шагов — еще слово. И так всю дорогу.

Куда бы ни убежал муравей, он не заблудится: черточки-слова приведут его к дому. На обратном пути он тоже «роняет на дорогу слова». И в зависимости от того, где он побывал, что нашел, их запах будет несколько иным. Как только на этот след наткнется другой муравей, он мигом поймет, что сказал первый: в какой стороне и как далеко находится пища, что это за пища. Если все это его заинтересовало, он бросается по следу, оставляя свои черточки-слова. За ним — третий, четвертый. Чем больше муравьев отправится за лакомой добычей, тем более ясно будет обозначен путь. Можно сказать, сама дорога будет кричать, звать каждого пробегающего неподалеку муравья:

— Скорей, скорей! Беги прямо, мимо разбитого кирпича! Потом налево. По хворостинке перейди канаву, взберись по стене дома к крайнему окну, пролезь в щель под раму. Там, на подоконнике, стоит забытая хозяйкой банка с вареньем! Оно очень вкусное!

Но стоит обидеть, потревожить одного-двух муравьев, как забегают, воинственно раскрыв клещи, все находящиеся по соседству его собратья. Они учуяли запах феромона тревоги. И каждый из них тоже выделит капельку этого вещества. Химическое слово «тревога» по цепи будет передано во все концы муравьиного государства, и муравейник взбудоражится, из подземелий повалят наружу толпы воинов. И горе обидчику, если он не поспешил унести ноги! Есть слова-феромоны, которые означают: «Всем собраться вместе!» Есть такие, которые побуждают муравьев обмениваться пищей, прислуживать матери-королеве, ухаживать за потомством.

Между собой муравьи и другие насекомые говорят на языке, совершенно непонятном другим. Даже муравьи разных видов не понимают друг друга. Впрочем, если надо говорить с врагами, то подбираются особые, «доходчивые» слова. Порой они разят, как меч. Одни насекомые выбрасывают вещества, отпугивающие противника. Другие «обращаются» к чужим со столь красноречивыми «словами», от которых буквально не поздоровится: врага обдают сильнодействующим ядом.

Когда химический язык насекомых будет достаточно хорошо изучен, мы сможем избавиться от многих неприятностей. Например, можно будет распылить вещества, которые прикажут вредителям сельского хозяйства собраться вместе. Они соберутся, а мы без лишних хлопот их всех и уничтожим. Или, придя в лес, вынешь из кармана пузырек, откупоришь его, и комары бросятся от тебя врассыпную. Они, оказывается, услышали отчаянный химический вопль: «Надвигается смертельная для всех комаров опасность!..»

Ну, я думаю, больше нет нужды доказывать, что химия — наука, в которой каждый найдет для себя увлекательное и полезное.

ДРАГОЦЕННЫЕ ПУЗЫРИ

И в горе посыпали голову пеплом… — Две тысячи пенистых братьев. — Не хотите ли отведать мыла? — Керосин вместо масла. — Пиво и пламя. — Сверкающий огненный камень. — Что делают из пузырей. — Мастеру — слава! — Роскошь во мраке. — Огненная река. — Видишь: во Владивостоке зажгли спичку? — Шелковистое стекло.

ПЕНА НА ЛАДОНЯХ

Я пригласил тебя в путешествие по Химии еще и потому, что страна эта находится совсем недалеко. Не надо тратить недели и месяцы на дорогу. И каким бы нетерпеливым ты ни был, тебе не придется ждать, когда же появятся берега волшебной страны. К химическому берегу можно приплыть, не выходя из квартиры. Клеенка на столе, фанера, из которой сделан шкаф, велосипедная шина, авторучка… Сколько можно рассказать о них неожиданного! Или вот этот книжный лист. Ведь бумага, и типографская краска — это едва ли не самые драгоценные подарки химии.

Но времени у нас мало, а химический берег (даже та часть, которая заключена в одной твоей квартире) столь широк и велик, что нам следует торопиться: надо познакомиться хотя бы с самым интересным.

Где это самое интересное? Здесь же, рядом. В мыльнице. Да, да, прежде всего мы будем говорить с тобой об обыкновенном мыле. О том самом мыле, которое нам почти так же необходимо, как хлеб, вода, воздух. В самом деле, чем можно его заменить? Песком? Пемзой? Ими и на руках не всякую грязь ототрешь, а мыть лицо или стирать одежду лучше и не пробовать.

Сейчас даже трудно поверить, что было время, когда о мыле люди и не слыхали. А ведь оно появилось сравнительно недавно. Но история не сохранила имени того, кто его изобрел. Хотя, может быть, никакого изобретателя никогда и не было, а все произошло случайно. Примерно так. У древних людей существовал обычай (он сохранился кое-где и теперь): готовясь к празднику, смазывать волосы растительным или животным жиром. А в связи с печальными событиями, в дни траура и горя, на голову сыпали золу. Выражение «посыпать голову пеплом» живет и поныне во многих языках.

Что же произойдет, если вслед за праздником придет беда и если после умасливания голов их придется посыпать пеплом? Очевидно, жир и зола смешаются — и образуется довольно неприятного вида корка. Но если вытерпевшую столько невзгод голову опустить в воду и потереть, то не только зола и жир, но и вся другая грязь немедленно отмоется.

Так случилось раз, другой. Люди заметили это. И в конце концов решили, что приготовлять такую моющую смесь гораздо удобнее в горшке, а не на своей голове.

Но однажды посудина с жиром и золой оказалась у огня, разогрелась, смесь в ней закипела. Хозяйка, заметив это, испуганно отодвинула горшок.

— Вот несчастье! Наверное, испортилось добро…

И долго потом не могла успокоиться. А когда горшок остыл, поддела пальцем комочек варева, окунула руки в воду, потерла ладонь о ладонь. На руках появились и чуть слышно зашелестели, лопаясь, белые пузырьки. Вода их смывала, а вместе с ними исчезала и грязь. Такими чистыми руки у древней хозяйки никогда не были. Это родилось мыло.

С тех пор вот уже 2000 лет все люди пользуются этим мылом. И рецепт его приготовления остался прежним: жир и щелочные вещества (в золе содержится сода и поташ) смешивают и нагревают на огне. В туалетное мыло, кроме того, добавляют различные смягчающие и пахучие вещества.

И вот что интересно: люди веками употребляли мыло и не знали, как, почему оно снимает грязь. Заметили только, что оно хорошо моет тогда, когда хорошо мылится — образует много пены, пузырей. Если же вода жесткая (например, морская) и мыло в ней сворачивается катышками, то проку от такого мытья немного.

Как теперь установили ученые, пена — первое свидетельство, что мыло разошлось в воде на миллиарды мельчайших частиц — молекул — и что эта невидимая рать готова приняться за наведение чистоты.

Грязь в большинстве случаев — это не что иное, как множество маленьких капелек жира, приставших вместе с пылинками к одежде или рукам. Однако вода ничего сделать с жиром не может: она скатывается с него, а грязные пятна остаются на своем месте. Но если в воде есть молекулы мыла, то они находят жировую каплю, окружают ее плотным кольцом и вцепляются в нее.

Здесь надо сказать несколько слов об этих необычных молекулах. Как мы уже знаем, мыло можно получить, если жир, смешанный с едкой щелочью, нагреть до кипения. При этом жир распадется на более простые вещества, которые называют жирными кислотами. Молекулы этих кислот напоминают… головастиков: у каждой из них есть «головка» (карбоксильная группа СООН) и «хвост» — цепочка атомов углерода и водорода. При варке мыла углеводородный «хвост» остается неизменным, а вот «голова» преображается. К ней присоединяется щелочной металл. Получается, так сказать, головастик со вставным металлическим зубом. Теперь это уже молекула не жирной кислоты, а мыла. И, надо признать, довольно странная молекула.

Ее углеводородный «хвост» ненавидит воду, но любит родственные, углеводородные вещества — например, масло, жир. А у «головы» прямо противоположные вкусы: более всего ей мила вода. В результате молекулы обладают необычайной активностью. Мыльный раствор — это неисчислимые тучи молекул-головастиков, которые, раздираемые противоречивыми желаниями, мечутся во всех направлениях. Оказавшись у поверхности воды, они успокаиваются: ведь это так удобно — оставить в жидкости лишь «головы», а «хвосты» высунуть наружу, подальше от ненавистной влаги! Но еще приятней, если молекулам удастся отыскать, например, на ткани, погруженной в раствор, грязное масляное пятно. Огромные стаи головастиков жадно набрасываются на него и приклеиваются «хвостами». Благодать: «головы» — в любимой воде, «хвосты» — в желанном жире!

Ну, а теперь, если мы станем тереть ткань рукой, молекулы мыла, отрываясь от пятна, будут уносить с собой и ничтожные кусочки грязи. На оставшийся жир тут же набросятся новые молекулы. Так будет продолжаться до тех пор, пока вся грязь не перейдет в раствор. Получается, что благодаря мылу масляная капля стала смачиваться водой и разрушаться.

Следует добавить, что смытые частицы вернуться на ткань уже не смогут; каждая из них теперь окружена плотной толпой головастиков.

Такой принцип действия мыла ученые назвали поверхностной активностью: ведь его молекулы энергично работают, проявляют активность на поверхности масляной капли, точнее говоря, на границе двух сред — соды и жира.

А зачем нужно изучать всю эту технологию борьбы мыла с грязью? Моет — и хорошо, пусть себе моет и впредь!

Но эти исследования помогли сделать большое открытие. Обнаружилось что поверхностно-активных веществ множество. Попробовали ими стирать и мыть — оказалось, что зачастую это им удается неплохо.

За последние 30 лет (всего лишь!) у мыла появилось более двух тысяч пенистых братьев, помощников и конкурентов. Многовековая монополия мыла на борьбу с грязью кончилась.

«МЫЛО НАОБОРОТ»

Сейчас химики чуть ли не каждый месяц изобретают все новые поверхностно-активные вещества. Для чего? Чем им не угодило наше доброе мыло?

От него, оказывается, блекнут шелка, шерстяные и синтетические ткани портятся. Мало того. На мыло уходит огромное количество пищевого жира. Суди сам: один кусок мыла — это 250 граммов растительного масла. (А на лучшие сорта туалетного мыла идет, в основном, говяжье и свиное сало.) Прикинь, сколько жира в месяц расходует на стирку и мытье одна твоя семья! А сколько семей в твоем селе или городе? А во всей стране? Подсчитано: если бы сейчас варили мыло только из масла, то, чтобы удовлетворить потребности населения нашей планеты, пришлось бы засеивать подсолнечником и другими масличными культурами все поля Европы. И всего этого урожая едва-едва хватило бы на мыло.

Теперь понятно, почему химики стали думать над тем, чтобы заменить мыло другим поверхностно-активным веществом, для выработки которого не нужен пищевой жир.

Естественно, что искать такое вещество следовало среди химических родственников мыла, точнее — родственников жирных кислот. Вот, например, близкое семейство: спирты. Их молекулы тоже устроены наподобие головастиков. Правда, «голова» у них иная — гидроксильная группа ОН. Но ведь молекулы жирных кислот все равно приходится переделывать, чтобы образовалось мыло. А если перестроить спиртовую молекулу, не удастся ли получить тот же результат?

Опыты с винным спиртом и другими так называемыми низшими спиртами (у их молекул очень короткий углеводородный «хвостик») успеха не принесли. Тогда ученые стали присматриваться к тем членам спиртового семейства, которые обладают длинными и длиннющими «хвостами».

Эти вещества — их вырабатывают не из пищевых продуктов, а из нефти — и на спирт-то непохожи: они представляют собой либо густую маслянистую жидкость, либо напоминают мазь, либо даже пребывают в твердом состоянии — будто воск. Может быть, они способны переродиться в заменитель мыла? Недаром же они носят такой громкий титул: высшие жирные спирты. Жирные! Как и те кислоты, из которых делают мыло…

Стали экспериментировать; вместо старой «головы» пристраивали к молекуле новую: например, остаток серной кислоты, или аммиака, или аминов. Проверили, что получается. Получались молекулы-головастики, которым тоже были свойственны противоречивые чувства — с водолюбивой «головой» и «хвостом»-водоненавистником.

Схема флотации.

Но значит ли это, что «спиртовое мыло» будет так же хорошо мыть, как настоящее? Растворили его в воде. И тут же молекулы бросились на каплю жира, окружили ее, приклеились хвостами… Дальше все пошло точно по той же программе, по которой двадцать веков борется с грязью мыло. Словно новые молекулы, едва родившись, переняли старинный опыт.

И не только переняли давно известное. Выяснилось, что они умеют делать много такого, о чем мыло и не «помышляло».

Исследования показали: если изменять длину и строение «хвоста» в молекулах высших жирных спиртов, можно получать столько разнообразных моющих средств, что среди них обязательно найдутся великолепные мастера по удалению с тканей и предметов любого органического вещества, будь то жир или белок, краска или лак, воск или смола. То, перед чем робко отступало древнее мыло, теперь растворяется и исчезает при первом появлении меньшого пенистого брата.

Новые вещества моют в два-три раза быстрее и лучше, чем мыло, не портят ни шерсть, ни шелк, ни искусственные ткани. Для них безразлично, в какую воду они попадают — в речную, колодезную, дождевую или морскую: всюду они чувствуют себя уверенно и немедленно вступают в схватку с грязью.

А теперь — самое неожиданное. Только половина новых поверхностно-активных веществ идет на стирку и мытье. Куда же идет остальное?

Во-первых, их используют для снижения твердости металла при его обработке на токарных и шлифовальных станках. Они увеличивают скольжение, и поэтому их применяют в качестве смазки в машинах. При бурении глубоких скважин в скалах без «мыл» тоже не обойтись: они уменьшают и трение, и твердость камня.

Во-вторых, они помогают делать гибкими, мягкими полимерные материалы, дубить кожи, улучшать структуру почв, уничтожать вредителей сельского хозяйства, повышать прочность лаков и красок. Если в пруд, обычно высыхающий летом, влить совсем немного цетилового или стеарилового спирта, то эти вещества растекутся по его поверхности тончайшей пленкой и не дадут воде испаряться. Как бы ни жгло солнце, пруд не высохнет.

Многие поверхностно-активные вещества могут действовать не только как мыло (помнишь, оно помогает смачивать водой капельки жира), но и, наоборот, делать разные частицы несмачиваемыми. Это свойство оказалось очень полезным в горном деле. Например, когда добывают в шахте руду, то вместе с нею извлекают много пустой породы — ненужного камня. Как же отделить руду от породы? Не будешь же выбирать ее по крупице?

Все, добытое из-под земли, измельчают на особой мельнице в порошок. Порошок размешивают в воде, в которой растворено «мыло наоборот». Миллиарды молекул этого вещества разыскивают крупицы руды и немедленно приклеиваются к ним «головами». Снаружи остается лишь множество гидрофобных «хвостов» — словно комочки руды покрылись щетиной. Вода на этой щетке не держится. Теперь весь раствор взбалтывают, пропускают через него воздух. Стоит воздушному пузырьку коснуться молекулярной щетины, как «хвосты» прилипают к нему. И пузырьку не остается ничего, как тащить за собой на поверхность и кусочек руды, облепленный молекулами. Вскоре в верхнем слое раствора накапливается множество рудных частиц. Все это легко собрать, погрузить в вагоны и отправить на металлургический завод. А то, что не всплыло и осталось на дне, — это пустая порода. Ее выбрасывают.

Наконец, поверхностно-активные вещества необходимы при изготовлении тканей, дезинфекции медицинских инструментов, а также в… пищевой промышленности. Да, да, особые «мыла», не имеющие ни запаха, ни вкуса и совершенно безвредные для человеческого организма, используются для приготовления пищи. Они, например, содержатся в маргарине; это они не дают маргарину брызгаться на горячей сковородке. Если их кладут в тесто, то хлеб получается пышный, упругий и долго не черствеет. Даже хорошее мороженое — без льдинок и комков, долго не тающее — приготовляется лишь благодаря помощи поверхностно-активных веществ.

Совсем недавно в Ленинградском институте жиров научились вырабатывать еще одно такое «моющее» средство. Его назвали жиро-сахаром. Этот мелкий белый порошок и в самом деле превосходно моет рыбу, мясо, овощи, фрукты. Если повар недосмотрит и часть жиро-сахара останется на продуктах, не смоется, то от этого будет только польза: попав в желудок, это «мыло» превратится в питательные вещества — сахар и жир. Ну, а кроме того, жиро-сахар помогает лечить больных, делает еще более вкусными хлеб, пирожные, торты, конфеты, мороженое и улучшает качество… пластмасс.

УКРОЩЕНИЕ ОГНЯ

Геракл, сын Зевса, обладавший необычайной силой, совершил двенадцать подвигов. Все они были «зарегистрированы» и восхищенно описаны в греческой мифологии. Если б описать все подвиги слабой, нежной пены, порожденной мылом и другими поверхностно-активными веществами, получилось бы, думается, не менее впечатляющее повествование. К примеру, ежедневно мыть руки всем мальчишкам на Земле — это, согласитесь, посерьезней, чем вычистить один раз конюшни царя Авгия.

Среди легенд о подвигах пены обязательно была бы и такая.

Однажды — это случилось в начале нашего века — преподаватель физики одной из бакинских гимназий А. Г. Лоран сидел в своем кабинете, то и дело вытирая платком лицо. Было жарко, душно, хотелось пить, и он никак не решался приступить к опытам с нефтью, которые намеревался провести. Учитель все посматривал на бутылки пива, которые принес с собой. Он уже было откупорил одну и потянулся за стаканом, да передумал. Времени впереди много, а бутылок-то всего две. Попозже лучше выпить.

Лоран чиркнул спичкой, прикурил и рассеянно бросил ее… в ведро с нефтью. Там ухнуло, и кверху метнулось коптящее красное пламя. Учитель растерялся: уж он-то знал, что такое горящая нефть. Ему приходилось быть свидетелем страшных пожаров на нефтепромыслах, которые почти никогда не удавалось погасить. Буйная, клокочущая нефть не отступала ни перед водой, ни перед песком.

Лоран вскочил. Торопливо оглянулся. Ничего подходящего под рукой не было. Суетливо, без всякого смысла, схватил со стола откупоренную бутылку и, встряхивая (чтоб быстрее!), стал лить пиво в горящую нефть. И случилось невероятное: огонь встрепенулся раз, другой, стыдливо спрятался в ведро и вовсе погас. Учитель недоверчиво заглянул в ведро. Огня не было. Не было видно и неукротимой нефти. Вся она была покрыта слоем шевелящейся пивной пены. Она-то и задушила пламя.

Через некоторое время учитель явился в пожарную часть. Там по его настоянию готовился опыт тушения пожаров… пивом.

Пока в яму наливали нефть и поджигали ее, дюжие пожарники катали по двору бочку, чтоб посильней взбить находящееся в ней пиво. Когда нефть жарко заполыхала, бочку подкатили к яме, вынули пробку. Струя пены змеей поползла вниз и стала растекаться по горящей нефти. Пламя покорно отступило перед пузырями и билось, прыгало только на небольшом черном островке. Но вот пена добралась и сюда, затянула, будто смыла островок, а с ним и последние языки огня. Пожар был погашен за несколько секунд.

Пенотушение.

Конечно, ничего сверхъестественного не произошло. Трудность борьбы с горящей нефтью, бензином, керосином заключается в том, что вода, которой обычно заливают огонь, тяжелее этих горючих жидкостей. И сколько ни лей на них воду, они, плавая по воде, продолжают гореть. Более того. Вместе с водой нефть или керосин быстрее растекаются в разные стороны, пожар охватывает все большую и большую площадь.

А если песком?

В общем, получается то же, что с водой: песок тонет, а нефть продолжает гореть.

Когда керосина или нефти немного, лучше всего гасить пламя одеялом, ковром: накрыть огонь сверху, прекратить доступ воздуха — без воздуха горение продолжаться не может.

Пивная пена сыграла роль одеяла. Она накрыла нефть, не пустила к ней воздух — и огонь угас.

Позднее Лоран изобрел огнетушитель. В нем он использовал специальные вещества, дающие много пены, которая и душит пламя. Этот огнетушитель завоевал признание на всем земном шаре. И большинство тех красных цилиндров, которые мы видим на стенах домов и лестничных площадках, — потомки лорановских огнетушителей, рождению которых помогло пиво, вылитое в растерянности в пылающее ведро.

Новейшая пожарная техника, с помощью которой может быть быстро потушен самый грандиозный пожар, тоже зачастую использует вещества, дающие много пены. Но пена там создается не в маленьких металлических цилиндрах, а с помощью мощных пенообразователей.

Сейчас созданы специальные противопожарные краски, использующие «принцип пива». На первый взгляд, в них нет ничего особенного. Ими красят как обычно — кистью или пульверизатором. Через 5–7 часов они засыхают тонкой корочкой. Но при нагревании краска вдруг оживает, набухает, превращается в слой негорючей пены. Сквозь этот заслон пламя прорваться не может.

ТВЕРДЫЙ ОРЕШЕК

Есть у мыльного пузыря и еще один брат. Ничуть на него не похожий. Ты с ним знаком давным-давно, привык к нему и даже не подозреваешь, что рядом с тобой — настоящее чудо.

Подойди к окну. Видишь? Что это? Нет, не сосна. И не береза. О них речь впереди. Поближе. Ничего не видишь? Оконную раму? Опять не то. Протяни потихоньку руку. Чувствуешь, уперлась. Вот-вот, это оно и есть. Стекло.

Почему чудо? Да хотя бы потому, что его не видно. И не только тебе. И зоркая птица, и глазастая муха не замечают стекла и с лету, с маху бьются об него. Его как будто и вовсе нет, а оно не пропускает ни холода, ни ветра. Зато свет проходит почти без всякой задержки.

Прозрачность — первое удивительное свойство стекла. А второе — это стойкость, прочность. В Берлинском музее хранится зеленоватая стеклянная бусинка величиной несколько побольше крупной горошины. Ей исполнилось 5500 лет. Почтенный возраст! За это время камни превращаются в песок и пыль. Но маленький стеклянный орешек оказался не по зубам и солнцу, и ветру, и морозам, и воде.

В некоторых музеях и поныне можно любоваться прекрасными вазами, кубками, кувшинами, созданными мастерами Древней Греции и Рима. Прошли века, но если бы не легкий налет на стекле (который, кстати, совсем не трудно смыть), можно было бы подумать, что драгоценные сосуды сделаны недавно, в наши дни, — так они прозрачны, так свежи краски и ясны узоры.

Каждое из этих качеств — прозрачность стекла либо его стойкость — могло бы прославить любой материал, обладающий им. А в стекле соединилось сразу и то и другое. Вот почему стекло всегда привлекало к себе внимание человека. Сейчас оно является нашим спутником едва ли не во всех важных делах. А в будущем его значение в человеческой жизни еще более возрастет. Недаром Михайло Ломоносов, великий ученый и страстный поэт, писал:

Пою перед тобой в восторге похвалу

Не камням дорогим, не злату, но стеклу.

Вот мы говорим: стекло, стеклянный. А что такое стекло? Из чего его делают? И как?

В разное время стекло было разным. Родилось оно давно, примерно шесть тысяч лет назад. Его история не была такой ясной и простой, как история мыла. Сначала оно вовсе и не было похожим на то, к которому мы привыкли.

Впрочем, знаменитый древнеримский историк и поэт Гай Плиний Старший рассказывает о таком случае.

Однажды по Средиземному морю возвращались домой финикийские купцы. К вечеру они бросили якорь и сошли на берег, чтобы приготовить себе еду. Разложили костер, но на песчаном берегу никак не могли найти камней. Как же поставить на огонь котел?

И тогда один из путешественников отправился на корабль, чтобы принести оттуда несколько больших кусков соды. Эту природную соду, добытую в Африке, купцы везли с собой.

Обложив костер содой так, что получился неплохой очаг, путешественники приготовили себе пищу, поужинали и легли спать.

Наутро решили хорошенько позавтракать перед отплытием. Благо очаг готов. Стали разгребать золу, чтобы разжечь огонь, и… Под пеплом лежал чудесный слиток. Он был тверд как камень, горел огнем на солнце и был чист и прозрачен, как вода.

Надо думать, купцы так и не позавтракали: обнаружив сказочную драгоценность, они потеряли аппетит…

Люди впервые увидели стекло. И даже могли догадаться о тайне его появления: оно родилось в огне из песка и соды. Кстати, той самой, из которой варят и мыло. Один общий родитель — в этом, прежде всего, и заключается родство мыла и стекла.

Кто знает, было ли все это на самом деле или нет. Но если даже все было именно так, случай, о котором рассказывает Плиний Старший, вряд ли мог научить людей многому: приготовление стекла — дело сложное и тонкое.

Доказательством может служить хотя бы то, что попытки изготовить огненный камень, который был бы «чист и прозрачен, как вода», не имели успеха на протяжении 20–30 веков.

Стекло делали, но что это было за стекло! Лепили из глины или вытачивали из мягкого камня фигурки зверей, статуэтки, бусинки, обмазывали их «сметаной» из кварцевого песка и древесной золы (а в ней, как мы помним, содержится сода), сушили и ставили в раскаленную печь. Высохшая «сметана» расплавлялась, растекалась по поверхности изделия и застывала ровным блестящим покровом. Эта тоненькая голубоватая или зеленоватая корочка называется глазурью. Таким было первое стекло.

Обычно глазурь не прозрачна, а лишь слегка просвечивает. Да это, собственно, и не имело значения: она ведь исполняла роль краски. Вскоре «глазурное стекло» стали приготавливать отдельно, в горшочках.

Такое стекло, пожалуй, сможешь сварить и ты. В небольшой глиняный черепок надо насыпать примерно две части мелкого кварцевого песку (лучше всего белого) и одну часть каустической соды или просто золы. Перемешать и поставить в жаркую печь.

Но температура может оказаться недостаточной: нужно больше тысячи градусов (а ведь это самое легкоплавкое стекло!). Как же быть? Очень хорошо варить его в деревенской кузнице, в горне. А если кузницы нет? Тогда надо поступать так, как древнеегипетские мастера: они брали в рот длинную тростниковую трубку и через нее раздували жар.

Скажу сразу: стекло получится плохое, некрасивое, с пузырями внутри. Вдобавок ко всему, оно будет растворяться в воде — медленно, но заметно мутнеть.

Однако и такое стекло ценилось в древности очень высоко. Оно шло только на ювелирные изделия и предметы роскоши: бусы, серьги, амулеты, кольца, браслеты, флаконы для благовоний. Иногда — случайно — стекло получалось прозрачным, и это была большая радость для мастера.

Постепенно рецепт изготовления стекла совершенствовался. В него стали добавлять известь. Теперь его было труднее варить, но оно зато не так растворялось, не портилось от воды. Научились и красить стекло. Насыплют в горшочек порошок меди — стекло становится голубым. Железо дает зеленый цвет, марганец — фиолетовый, кобальт — синий.

А потом заметили, что с одного раза стекло никогда не проваривается. Стали хитрить: сварят горшочек, остудят его, разобьют стеклянный комок на мелкие части и выбирают те кусочки, которые попрозрачней, в которых меньше пузырьков. Отобранные осколки ссыпают в плоскую чашу и варят вторично. Оставшиеся пузырьки лучше поднимались на поверхность, стекло делалось чище, «осветлялось».

Между прочим, и сейчас на огромных стекловаренных агрегатах используется прием, изобретенный три тысячи лет назад: стекло варят дважды, причем бассейн, в котором идет эта варка, стараются сделать неглубоким и широким.

И ОПЯТЬ ПОМОГ ПУЗЫРЬ

Шли десятилетия, века, а стеклоделие было по-прежнему великим искусством и тяжким трудом. Талантливые мастера бережно копили, хранили и передавали, как богатое наследство, секреты варки, обработки стекла своим детям и внукам. А те открывали новые секреты. Все лучше получалось стекло, все более красивые вещицы удавалось из него создавать.

Но потребовался опыт сотен поколений, прежде чем люди научились варить прозрачное, бесцветное стекло. Тысячи жизней, отданных неустанным наблюдениям, опытам, надеждам, разочарованиям, каторжному труду, — вот во что обошлось человечеству стекло, вставленное в окно.

В те века делать плоское оконное стекло так и не научились. Четыре тысячелетия люди умели только изготовлять бусы из стеклянных нитей, лепить флаконы из стеклянных лепешек да отливать фигурки в глиняных формах. Правда, этими способами древние мастера владели виртуозно. Они, например, вили из раскаленных стеклянных нитей даже кубки, чаши и вазы. Можно представить, сколько надо было смекалки, терпения, чтобы создать все это! И недаром стекло считалось драгоценностью.

Три с половиной тысячи лет назад египетские фараоны, награбив или получив в подарок иноземное добро, приказывали высекать на стенах храмов перечни поступивших богатств. Среди упоминаний о золоте, серебре, самоцветах непременно встречаются и записи о «сверкающем огненном драгоценном камне», то есть о стекле.

А вскоре при храмах (в них не только молились, но и хранили сокровища) стали содержать обращенных в рабство ремесленников-стеклоделов, захваченных в других странах. Здесь же, в небольших мастерских при храме, они работали. Верховный жрец носил титул «управляющего стеклодельной мастерской».

Один из царей Ассирии — Ашшурбанипал — собрал в своей столице копии и переводы самых важных произведений письменности. Огромная по тем временам библиотека состояла из глиняных дощечек. В этой сокровищнице древних знаний, открытий, наблюдений особенно дорожили дощечками с рецептами стекла — прозрачного, золоченого, цветного. Там также были собраны и «производственные секреты» приготовления стекла: какое надо брать топливо, как строить специальные печи и как поддерживать в них нужную температуру. Царь считал, что владеть этими дощечками, исчерченными иероглифами, все равно что обладать тайной превращения земли и камней в золото. И он был совершенно прав.

Многовековая история стекла, полная тайн и приключений, продолжалась. И однажды произошло событие, которое круто изменило судьбу этого замечательного материала. Он стал тем, чем является и поныне. С этого момента началась не только новая эпоха в истории стекла, но и новый период в истории человеческой культуры, быта, производства.

Этим открытием был… пузырь из стекла, такой же, какой выдуваешь ты из мыльного раствора.

Как это произошло, никто не знает. Предполагают, что тоже помог случай.

Древние стеклоделы всегда старались сварить стекло как можно более жидким. Тогда из него лучше удаляются воздушные пузырьки, оно делается прозрачней, с ним легче работать. И в конце концов достаточно жидкое стекло научился получать каждый.

И вот теперь представь себе такую картину. Сидит около своей печки мастер и через тростниковую трубку раздувает огонь. Конец трубки, находящийся в печи, обмазан глиной, чтобы он не обгорел. Стекло в горшке почти готово. Мастер сидит здесь давно, затекли ноги, ломит спину. Надоело. Он оглядывается по сторонам, заговаривает с прохожими. Мудрено ли, увлекшись беседой, однажды угодить трубкой в жидкое стекло? И вот уже на ее конце висит большая прозрачная капля. Мастер, ничего не замечая, берет трубку в рот, дует и… что это?! На противоположном конце вырос и свесился вниз под своей тяжестью большой стеклянный пузырь. Затаив дыхание, он вытаскивает трубку из печи. Розовый шар постепенно остывает, его уже можно отделить от трубки.

Что же это получилось? Ведь это небывалый, никем невиданный сосуд! Гладкий, круглый, с тончайшими стенками, невероятно прозрачный! Не хватает только ручек и горлышка. Но ведь их не так трудно приделать.

Но это потом. Сейчас надо, поднимая ноги повыше (не споткнуться бы!), отнести шар в дом, положить в самое безопасное место. И сразу же попробовать еще раз — не удастся ли выдуть новый шар? Родился и другой, и третий, и четвертый. Только стекло сожгло несколько трубок.

А потом мастер заменил тростниковую трубку металлической, научился, непрерывно вращая трубку с шаром, придавать ему любую нужную форму. И от трубки, как по волшебству, с тонким нежным звоном стали отламываться прозрачные, будто горный хрусталь, голубые, синие, розовые, красные, желтые, многоцветные бутылки, бутыли, фляги, банки всех видов и размеров, кубки, чашки, кувшины, вазы, тарелки, подносы.

Стекло впервые предстало во всем своем великолепии и блеске.

Изобретение стеклодувной трубки было одним из величайших открытий человека. Начался золотой век стекла, эпоха его расцвета. Это произошло примерно две тысячи лет назад.

Стеклянные изделия, появившиеся вскоре после этого, и поныне являются образцами красоты, изящества, совершенства форм, красок, тонов, игры света.

А мастера, сделавшие их, были в те времена так же знамениты, как лучшие артисты, художники, поэты теперь. Их слава, облетевшая все Средиземноморье, проложила себе путь через века и докатилась до нас. Мы знаем имена создателей стеклянных шедевров: это Артас, Ясон, Аристон, Эннион и многие другие.

В первые века нашей эры стекло врывается почти во все области быта, искусства и вытесняет старые, привычные материалы. Пуговицы и гробы, детские рожки и сосуды в виде человеческих и звериных голов, фруктов, цветов, кораблей, крохотные красивые птички для женских причесок и ложки, архитектурные украшения и великолепные — не отличить от настоящих! — подделки драгоценных камней.

Историк IV века Лампридий рассказывает:

«Император Гелиогобал, желавший посмеяться над своими паразитами (то есть над челядью, приживалами и другими людьми, находившимися на содержании при дворе), пригласил их однажды к столу, уставленному изысканными и прекрасными на вид кушаньями и фруктами. Это были предметы из стекла, совершенные по сходству с настоящими. В довершение шутки Гелиогобал, не выходя из-за стола, предложил голодным гостям умыть руки».

Но уникальные, редкой красоты изделия были не главной заслугой мастеров античного времени. Самое важное заключается в том, что приемы обработки стекла, открытие стеклянного пузыря и изобретение стеклодувной трубки сделали посуду дешевой. Стекло наконец перестало быть предметом роскоши, перестало ублажать императоров, фараонов и их жен. Оно пришло в дома людей небогатых и вскоре стало предметом первой необходимости.

И еще одна заслуга античных стеклодувов. Приемы, разработанные ими, были столь совершенными, что применялись мастерами разных стран в течение многих веков и почти не изменились до наших дней.

Многое умели делать в прошлом из сверкающего огненного камня. Одного не умели — изготовлять оконное стекло, подобное нашему. Известно лишь несколько крупных общественных зданий, например термы (бани) Помпей, где в окна были вставлены толстые стеклянные пластины. Это была величайшая редкость. Обычно же свет проникал в дома по-прежнему сквозь крохотные оконца, затянутые бычьим пузырем, или сквозь слюдяные пластинки. Даже в замках средневековых рыцарей и дворцах важных вельмож вместо окон были узкие щели, закрываемые зимой дощатыми ставнями. При свете коптящих факелов, в неверных отблесках пламени каминов чуть ли не ощупью бродили в своих хоромах богачи. А если решались пустить в комнаты дневной свет, то кутались и дрожали.

Лишь в конце средневековья появляется настоящее оконное стекло. Оно принесло с собой в дома солнце и тепло. Это был тот же стеклянный пузырь, но раздутый в длинную колбасу, разрезанный вдоль и, будто колбасная кожица, развернутый, расправленный на столе.

ВЕК СТЕКЛА?

В самом деле, в каком веке мы живем? Стали и бетона? Или стекла?

Посмотри, что делается на свете.

Ежегодно на нашей планете вырабатывается около миллиарда квадратных метров оконного, зеркального и другого листового стекла. Попробуем наглядно представить, сколько это. Вот если бы, скажем, кому-либо вздумалось сооружать из этого стекла навес над железной дорогой, то крытая галерея, начавшись в Ленинграде, миновала бы Москву, Свердловск, Новосибирск, Владивосток… Дальше океан, а стекло у нас еще в запасе есть. Сделаем еще навес над шоссейной дорогой — от Владивостока до Ленинграда. Готово. А наши запасы почти не убавились. Что бы еще перекрыть?..

Но не будем гадать. Нам очень долго пришлось бы ездить по дорогам и строить над ними прозрачную крышу: имеющихся в нашем распоряжении стеклянных листов хватит на то, чтобы дважды опоясать галереей весь земной шар!

Вот что такое миллиард квадратных метров. Но ведь это только половина всего вырабатываемого стекла. Вторая половина идет на изготовление различных ламп (только радиоламп в мире насчитывается более двух миллиардов!), стеклянной посуды (35 миллиардов банок, бутылок и флаконов выпускается каждый год!), стеклянных пустотелых кирпичей, облицовочных плиток, пестрого коврового паркета, карнизов, колонн, перил, скульптуры.

Как же успевают варить такую массу стекла? Давай заглянем в гости к стеклоделам.

Итак, современный стекольный завод. Он начинается с железной дороги. По ней то и дело подкатывают вагоны, груженные песком, содой, мелом или известняком, глиной, окисями свинца, цинка, бария, магния и многими другими химическими материалами.

Зачем все это? Ведь в древности варили хорошее стекло только из песка, соды и извести. Правильно. Можно его сварить и из одного только песка. И получится неплохо. Стакан, сделанный из этого, кварцевого стекла, можно раскалить добела и бросить в холодную воду. Он не треснет. Понятно, как удобна такая лабораторная посуда — пробирки, колбы, реторты. Но песок трудно расплавить. Нужна температура около 1700 градусов. А тесто получается с массой пузырьков, густое, плохо поддающееся обработке.

Древние не зря добавляли в песок соду. Она быстро расплавляется, и песок растворяется в ней при температуре всего в 1400–1500 градусов. Этого уже легче добиться. Мел дает стойкость к воде. Как и много веков назад, из всего этого и варят сейчас почти все стекло. Добавляют только немного глины и окиси магния.

А все остальные химические вещества нужны для приготовления специального стекла. Окись свинца, например, превращает стекло в сверкающий разноцветными огнями хрусталь. Очень сложен состав многочисленных сортов оптического стекла, которое идет на линзы фотоаппаратов, микроскопов, телескопов, биноклей. Есть стекло (оно содержит окислы железа и ванадия), которое почти не пропускает тепла, — поэтому его применяют для защиты рабочих от жара расплавленного металла. Так что на современном стекольном заводе не обойтись без разнообразных материалов.

Все привезенное выгружается, сортируется, просеивается и поступает в огромные склады. А оттуда в ванную печь. Она изобретена недавно — лет сто назад. И очень мало похожа на свою прародительницу — печь древних мастеров. Это огромное сложное сооружение, занимающее площадь около гектара. Кирпича, из которого она построена, хватило бы на два школьных здания. А ванна, где варится стекло, представляет собой канал шириной 7–8 метров, глубиной полтора и длиной до 35 метров. В нее помещается сразу целый железнодорожный состав материалов.

В ванне, по верхнему ее краю, установлены гигантские газовые горелки. С ревом стелют они от стены до стены струи жаркого пламени. Стекло плавится и огненной рекой течет под раскаленным добела сводом.

Эта страшная река из едкой соды и расплавленного песка способна прогрызть, испепелить все. Только глина может удержать стекло в берегах. Она успешно выдерживала его жгучий натиск в течение шести тысяч лет. И сегодня она смиряет стеклянную лаву. Из глины сделаны огромные огнеупорные кирпичи, которыми выложен канал-ванна. Без всякого цемента. Если забраться под дно канала и посмотреть снизу, будет видна сеть ярких огненных швов. Это стекло, прорываясь между кирпичами, наталкивается на мощные потоки воздуха, которым охлаждают ванну снаружи, остывает, твердеет и закупоривает щели.

Медленно течет в глиняных берегах под огненным пологом раскаленная вязкая жидкость, все больше разогревается, светлеет. И к концу канала стекло готово. Здесь оно постепенно охлаждается до нужной температуры и подается на формовочные машины.

Одна ванная печь за год дает «сверкающего прозрачного камня» в несколько раз больше, чем выработали все египетские мастера за 3000 лет!

Но не все стекло получают этим способом. Специальное — художественное, оптическое, зеркальное — по-прежнему варят в горшках. Правда, вмещают они не по триста граммов стекла, как когда-то, и не пять килограммов, как много позднее, — каждая посудина рассчитана на полтонны! В одну печь вмещается двенадцать таких «горшочков». Но хотя эта огромная печь имеет современную конструкцию, работает на новейшем топливе (газовый или электрогазовый нагрев), она, в принципе, мало отличается от тех печей, которые использовались в древности.

Ну, а сильно ли изменились методы обработки стекла? Найти настоящую стеклодувную трубку сейчас нелегко. Да и стеклодув — редкость. Не так давно на окраине Батуми я увидел толпу, собравшуюся у широко раскрытой двери. Люди не отрываясь смотрели внутрь, прищелкивая от восхищения языками, и живо обменивались впечатлениями. Любопытно. Подошел и я. Заглядываю.

Там, на помосте, у круглой печи стоят четверо мужчин. У каждого в руках — метровая металлическая трубка. Быстро вращая эту трубку, мастер просовывает ее утолщенный конец в красное отверстие в стене печи. Через полминуты вынимает. На конце — ком светящегося стеклянного теста. Покатав трубку по чугунной плите и превратив бесформенный комок в гладкую оранжевую колбаску, мастер вскидывает трубку вверх, как горнист, прикладывает тонкий конец к губам и на несколько секунд замирает. Только надуваются щеки да пальцы ни на миг не прекращают своего торопливого движения: трубка должна все время вращаться.

Комочек стекла, светясь вверху, как раскаленный уголь, вырастает до размеров кулака. Резкий мах трубкой вниз — комочек удлиняется, растягивается. Продолжая дуть и вращать, мастер раскачивает трубку, словно маятник, и на конце ее изгибается, все удлиняясь, стеклянный пузырь. Вот стекло остыло сверху, внизу еще краснеет. Мастер снова принимается прилежно дуть — низ пузыря вздувается шаром. Несколько движений ножницами — на стекле появляется борозда. Удар по кончику пузыря, звенят падающие осколки. В шаре образовалось круглое отверстие.

Снова трубка просовывается в печь. Через несколько секунд стекло разогрелось. По-прежнему вращается трубка, в отверстие вставляются ножницы, оно увеличивается, стекло наползает на ножницы и превращается в круглый правильный цилиндр. Наконец мастер подносит свое изделие к деревянному столу. Легкий удар по трубке, чуть слышный звон. На столе лежит готовое ламповое стекло. На него пошло всего лишь минуты три — четыре. А трубка, все время вращаясь, уже снова нырнула в красное отверстие.

Толпа стоит не сводя глаз…

А вот у стеклодувных машин любопытных не бывает: к ним привыкли. Все здесь делается очень просто и невероятно быстро. Машина, которая выдувает бутылки, напоминает карусель. Точнее, две карусели. На них путешествуют, катаются день и ночь формы: на одной — черновые, на другой — чистовые. Когда черновая форма подъезжает к автомату, отмеряющему нужные порции стекла, она переворачивается горлышком вниз. И здесь в нее падает увесистая красная капля. Тут же к форме сверху припадают механические «губы» и начинают дуть. Стекло от этого уплотняется и лучше заполняет форму. Образуется головка бутылки. Теперь форма переворачивается горлышком вверх и подъезжает к другим механическим «губам». Эти подают воздух уже в горлышко будущей бутылки. Стекло, раздуваясь, плотно прилегает к стенкам формы. После этого еще мягкая бутылка передается на другую карусель. Здесь, в чистовых формах, она еще больше раздувается, принимает известный нам вид. Форма раскрывается, железная рука подхватывает готовую бутылку и ставит на конвейер.

Одна машина за те же четыре минуты выдает бутылок сто!

Но готовая бутылка… еще не готова. Нужен отжиг: медленное охлаждение в специальных печах. Посуду отжигают несколько часов. Крупные стеклянные изделия охлаждают несколько дней и даже недель. Линзы современных телескопов — они достигают более метра в диаметре — держат в печах, неотступно следя за температурой.

СТАЛЬ ИЛИ ВЗРЫВЧАТКА?

А если охладить стекло без этих мер предосторожности — прямо на воздухе? Наружный слой его остынет, затвердеет, сожмется. Но внутренний слой еще горячий, он стойко сопротивляется сжатию. Единоборство кончается обычно тем, что стекло трескается. Правда, не всегда. Если внешний слой достаточно прочен, он может выдержать напор изнутри — и трещин не появится. Получится закаленное стекло, которое еще называют небьющимся.

Это очень интересный материал. Стеклянной трубой можно спокойно заколачивать в стену большие гвозди. Стакан бросают на мостовую. Он со звоном подпрыгивает и остается целехоньким. Водомерные стекла для паровых котлов — толстые пластины метровой длины — спокойно выдерживают давление в сто атмосфер. На автостекле, положенном краями на два стула, можно танцевать и прыгать. При этом оно прогибается, пружинит, как стальной лист, но не лопается.

Так значит, мы умеем делать стекло небьющимся? А ведь как давно люди мечтают о стекле, лишенном своего единственного недостатка — хрупкости! По преданию, в Древнем Риме произошел такой случай. К императору Тиберию пришел человек и заявил, что он открыл секрет получения замечательного стекла, которое не разбивается от ударов и не боится сильных толчков. Император тут же велел… отрубить изобретателю голову, сказав, что, если такой материал появится, золото и серебро потеряют цену. И вот теперь наконец-то этот секрет известен всем! Непонятно только, почему до сих пор не закаляют все стеклянные изделия. Как было бы удобно!

К сожалению, все не так просто. Если бы закалять все стекло, удобств было бы гораздо меньше, чем неприятностей. Проблема в том, что закаленное стекло находится как бы в возбужденном состоянии. Энергию, которая таится в нем, удерживает только поверхностный слой. Приходится выполнять сложные расчеты, чтобы учесть борьбу враждующих в стекле сил и обеспечить победу поверхностному слою. Это удается, если мы имеем дело с плоским, листовым стеклом.

А вот с посудой намного труднее. У нее сложная форма, и предусмотреть в расчетах, как будет вести себя закаленная бутылка или ваза, зачастую невозможно. И тогда может произойти…

Что может произойти, наглядно показывает такой опыт. Стеклянный расплав по капле льют в воду. Застывшие стеклышки напоминают маленькие груши с тоненькими хвостиками. Если чуть надломить этот хвостик, вся закаленная капля со взрывом разлетится в пыль. Маленькое повреждение ослабило поверхностный слой, он не выдержал напора изнутри, и освободившаяся энергия уничтожила всю каплю.

То же может случиться в любую минуту и с закаленным стаканом, и с «небьющейся» бутылкой. Порой достаточно крохотной царапинки (в мочалку, которой мыли посуду, попала песчинка), чтобы стакан взорвался.

Нет, удобств от закаленной посуды совсем мало. Небьющееся оконное стекло тоже не годится. Его нельзя резать алмазом — весь лист сразу рассыплется на куски.

В последнее время специалисты изучают другой путь. Надо сказать, что поверхность стекла обычно покрыта мельчайшими трещинами. А из них при ударе, нажиме получаются большие трещины. И стекло — вдребезги.

Поэтому решили поступить так. Берут лист обычного стекла, промывают его плавиковой кислотой. Эта кислота растворяет, смывает верхний слой. Вместе с трещинами. Теперь хрупкую пластину можно сгибать в дугу — она останется целой.

Что же еще делают на современном стекольном заводе? Оконное стекло. Бесконечную его ленту вытягивают прямо из бассейна с расплавом. Специальная машина и охлаждает и режет на куски широкие полотнища.

Машина для вытягивания оконного стекла.

А вот зеркальное стекло получают способом проката: на чугунный стол вываливают груду раскаленного теста и раскатывают огромной, тяжелой металлической скалкой. Правда, в последнее время этот метод применяется редко. На заводы пришли машины, в которых поток стеклянного теста пропускается между вальцами, расплющивается и превращается в толстые листы. Потом эти листы попадают в большой, метров 200–300 длиной, корпус. Здесь они побывают на десятках мощных шлифовальных и полировальных станков и через несколько часов выйдут гладкими, как… зеркало.

Но еще более сложна и ответственна обработка оптических стекол. Линзы и зеркала телескопов полируют в течение долгих месяцев. Зато и результаты получаются изумительные. Телескоп-гигант Крымской обсерватории мог бы поймать свет спички, которую зажгли… во Владивостоке! Правда, проверить эту его способность на деле нельзя: мешает выпуклость нашей планеты.

Диаметр зеркала этого прибора «всего» 2,6 метра. А новейший советский телескоп, установленный в обсерватории вблизи станицы Зеленчукской (Северный Кавказ), имеет шестиметровое зеркало!

ОГНЕННЫЙ ШЕЛК

Вот на что способно наше скромное, привычное, ставшее незаметным стекло. Сейчас оно переживает свою вторую после изобретения стеклодувной трубки молодость. Появляется множество новых областей его применения, обнаруживаются совершенно неожиданные способности. В наши дни из него начали строить гладкие, светящиеся при свете фар шоссейные дороги, делают шпалы, шахтную крепь, трубопроводы.

Создано стекло-хамелеон. Светлое и прозрачное, оно при ярком свете мгновенно темнеет. Когда свет слабеет, оно снова становится прозрачным. Очки из такого стекла автоматически защищают глаза от сильных вспышек.

Есть греющее стекло. Подключишь к нему ток, и оно тут же превратится в печку.

Если тебе покажут фотографию, находящуюся внутри толстого бруска из стекла, не ломай голову над тем, как она туда попала. Здесь нет никакого фокуса. Просто в состав этого стекла добавили соли меди, серебра, золота, отчего оно стало светочувствительным. Вставили этот брусок в фотоаппарат и сделали снимок. Проявили фотографию своеобразно: вместо проявителя ее положили в печь и нагревали докрасна… Осталось только охладить снимок. Изображение получается выпуклым, рельефным и, главное, вечным.

Наконец, из стекла… шьют одежду.

В расплавленном состоянии оно легко принимает любую форму. Так почему бы ему не стать ниткой? Ты скажешь: хороша нитка — застынет и превратится в твердую, колкую иглу!

И тем не менее обычное стекло может быть шелковистым и мягким. Это такое же его неотъемлемое свойство, как прозрачность, твердость, хрупкость. Только об этом долго не догадывались. Все зависит от толщины стекла, с которым мы имеем дело. Стеклянный стерженек толщиной в миллиметр не согнется, поломается. А если он во много раз тоньше человеческого волоса, то его хоть узлом завязывай. Любопытно, что чем тоньше стекло, тем выше прочность. Если из стеклянных паутинок толщиной в 22 микрона сплести нитку диаметром в 1 миллиметр, то она выдержит вес подростка — 40 килограммов. Такая же нитка, но из волокон в десять раз более тонких, выдержит вес 12 подростков.

Как удается получать столь тонкие стеклянные паутинки? Оказывается, и здесь никакого колдовства. В дно печи, в которой находится расплав, вставлена платиновая пластинка со множеством мелких отверстий — фильер. Пластинка все время подогревается электрическим током, и расплав просачивается сквозь отверстия тонкими огненными струйками. Их подхватывает стремительный вихрь раскаленных газов. Струйки-ниточки мгновенно растягиваются, расщепляются и еще больше вытягиваются, превращаясь в почти невидимое волокно. Вихрь уносит паутину в специальную камеру, где она оседает на дно.

Белую пушистую вату можно использовать сразу же. Она не пропускает тепла и звуков. Ее пятисантиметровый слой сохраняет тепло так же хорошо, как метровая кирпичная стена. Эта вата не горит. Не боится ни воды, ни бактерий, ни едких химических веществ. Она в 30 раз легче пробки!

Такого материала нет в природе. Стеклянная вата нужна для фильтров, которые задерживают не только пыль, но и бактерий. Она применяется для утепления автомобилей, кораблей, самолетов. Она уменьшает вес воздушного лайнера на целую тонну, а это значит, что самолет может поднять 15 лишних пассажиров.

Недавно из мелконарубленного стеклянного волокна попробовали сделать бумагу и… никак не могли поверить в то, что получилось. Мало того, что эта бумага совершенно равнодушно относилась к огню (он не мог оставить на ней даже следа!), не боялась сырости и плесени, — она оказалась в 10 раз прочнее обычной. Из нее можно шить красивые театральные занавесы, одежду для пожарников, комбинезоны для рабочих химических цехов. Обои из стеклянной бумаги почти не загрязняются и убивают мух. У нее обнаружилось множество других совершенно неожиданных свойств.

Вот именно такую бумагу ученые и предложили использовать в автобусах, предназначенных для тропических стран (помнишь печальную судьбу автобуса, подвергшегося нападению термитов?). Ею можно заменить матерчатую обивку на стенах автобуса. Кресла надо обтягивать не кожей, а стеклянной бумагой. Занавески на окнах, коврик на полу — тоже из нее. И пусть приходят несметные полчища термитов, муравьев, микробов. Они уйдут ни с чем.

«МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ» СТЕКЛО

Мы говорили о многих видах стекла. Об одном еще не сказали — о ситалле, материале странном и даже, на первый взгляд, невероятном. Я не знаю, вправе ли мы его называть стеклом. Ведь и имя у него другое, и качества новые… А имя очень напоминает слово металл. И хоть это сходство случайное, в нем есть глубокий смысл. Можно сказать, что ситалл — это стекло со свойствами металла. Его можно ковать. Из него можно делать отливки. По прочности он превосходит чугун, хотя втрое легче его и гораздо дешевле.

Слово «ситалл» родилось недавно. Придумал это имя один из изобретателей ситалла, московский профессор И. И. Китайгородский. Вот как появилось слово:

Стекло+и+кристалл = ситалл.

Ситалл — кристаллическое стекло. Таким оно стало благодаря примесям различных химических веществ и особым условиям охлаждения. Мельчайшие кристаллики, из которых оно состоит, плотно, без зазоров, прилегают друг к другу, да еще склеены тонкой стеклянной пленкой.

Насколько это важно, видно из такого примера. Возьмем глину, песок, чуточку цемента и хорошенько перемешаем их с водой. Получится густое однородное тесто. Можно ли из него сложить стену дома? Сомнительно. Но, допустим, мы сумели соорудить такую стену. Что это будет за стена! В трещинах, осыпающаяся. Толкни ее хорошенько — и она рухнет.

Обыкновенное стекло очень напоминает такое тесто: это однородная смесь различных веществ. Его частицы держатся друг за дружку непрочно. Толкни их чуть-чуть — и они сдвинутся, появится трещина, стекло рассыплется.

Но если из глины и песка слепить кирпичи да обжечь их, а цемент использовать для склеивания кирпичей между собой, то можно построить такую крепостную стену, которая простоит века, которую не возьмут ни пожар, ни наводнения, ни ядра. А ведь исходные материалы — одинаковые!

Крепостная стена — это ситалл. Кирпичи — кристаллики, стеклянная пленка — цемент. По сравнению со стеклом он выдерживает грандиозные нагрузки. Когда пластинку ситалла пытаются согнуть, она оказывается впятеро выносливее стекла. Чтобы ее разорвать, перекрутить, раздавить, нужна сила в десять раз большая. Чугунная гиря от него отскакивает. По твердости ситалл не уступает такому несокрушимому камню, как гранит. Похвастаться перед ним могут только корунд да король камней — алмаз.

Однако это еще не все. При температуре в 1000 градусов, когда чугун, медь и золото становятся мягкими, будто масло, ситалл держится как ни в чем не бывало. Даже не расширяется от нагрева! Смесь азотной и серной кислот бессильна против ситалловой бутылки, хотя бы эту бутылку сутками держать раскаленной. Металл не вытерпит такую муку: превратится в решето.

О материале, сочетающем в себе столь разнообразные свойства, раньше и не мечтали. Ситалл ждут и строители, и химики, и машиностроители. И когда будут сооружены ситалловые заводы, появятся вечные тротуары и дороги, трубы для самых едких кислот и щелочей, красивые и дешевые детали машин и станков, подоконники, ступени, полы, раковины — разноцветные, яркие, не знающие износа.

Но самое интересное то, что ситалл можно вырабатывать «из ничего» — из отходов металлургической промышленности. Когда плавят чугун, кроме металла образуется огромное количество отходов — шлак. Бурной огненной струей хлещет он из домны и попадает в вагоны, в которых его отвозят на свалку. И растут вокруг заводов высоченные терриконы — целые горы никому не нужного металлургического шлака.

Так вот, и эта раскаленная доменная лава, и уже лежащий в терриконах шлак — отличное сырье для выработки удивительного искусственного камня со свойствами металла и стекла.

ЗЕЛЕНАЯ ФАБРИКА

Обидчивая луковица. — Девочке исполнилось 1800 лет. — Брюнетка или рыжая? — Еще «спящие красавицы». — Куриное яйцо — мумия. — «Клянусь чесноком!» — Во саду березонька стояла… — Смерть или жизнь? — «Попросите витамины у сосны». — Лесной дар. — Живительные кристаллы. — Зеленый друг стучится в дверь.

ПРИКЛЮЧЕНИЯ ЧУРКИ

Обыкновенное мыло и такое привычное всем нам стекло, как мы теперь знаем, таят в себе немало неожиданного. Но самое странное, самое замечательное в том, как получается мыло и стекло. Вспомним. Берут одно вещество — соду (или золу), смешивают с ней другое вещество — жир, нагревают и получают третье, совершенно новое, неизвестное в природе вещество — мыло. Но та же самая сода или зола, смешанная уже с песком, тоже при нагревании превращается в совсем не похожее ни на щелочь, ни на песок, ни на мыло вещество — стекло.

Вот в этом и заключается главное волшебство химии: соединяя одни вещества, она создает новые, более сложные. Или, наоборот, дробя, расщепляя на составные части сложные соединения, делает несколько простых веществ. Скажем, что может быть проще обыкновенной воды? Но и ее химия может заставить неузнаваемо преобразиться. Под действием электрического тока вода разлагается. Получаются два газа: водород и кислород. Водород способен гореть. При этом он снова соединяется с кислородом и образует воду.

Но наиболее убедительно химия может показать свою волшебную силу на веществах сложных. Очень подходят для этой цели спичка, полено — вообще древесина. Оказывается, если сосновую чурку нагревать без доступа воздуха, она превратится в древесный уголь, уксусную кислоту, деготь, древесный спирт и смесь газов — водорода, метана, углекислоты и окиси углерода. Если чурку истереть в мелкую щепу, ссыпать в прочный котел и, залив раствором некоторых едких веществ, долго варить, то через сутки в котле окажется не щепа, а тягучая, мягкая масса — целлюлоза. А целлюлоза — это каждый знает — без особого труда превращается в бумагу, искусственный шелк и шерсть, органическое стекло, киноленту, лаки, взрывчатые вещества.

Когда же химики назначают чурке другие испытания — вымачивают ее в различных растворах, «пропаривают» вместе с серной кислотой до температуры почти в двести градусов, — древесина распадается на новые составные части: капроновые чулки, нейлоновые рубашки, разнообразные пластмассы, чернила, краски, клей, камфару, дубильные вещества и так далее. Даже перечислить все то, из чего «состоит» древесина, невозможно: придется исписать очень много страниц. О чурке мы вспомним еще не раз и узнаем о некоторых совершенно невероятных ее превращениях. Сейчас же речь о другом.

БОМБА В ЧУЛАНЕ

Все, что нас окружает, создано химией. Земля, воздух, трава и деревья, животные, мы сами — все это образовалось и существует лишь благодаря многочисленным химическим превращениям веществ, их соединению друг с другом, разложению и новому соединению. Наша планета — это огромная лаборатория, в которой, ни на минуту не прерываясь, миллиарды лет протекают разнообразнейшие химические процессы.

Человек тысячелетиями обучался в этой лаборатории. Он был трудолюбивым и талантливым учеником и поэтому кое в чем пошел дальше своего учителя — природы, стал вырабатывать неизвестные прежде искусственные вещества и материалы. Но ученье не закончилось и по сей день: чем больше человек узнает, тем более он изумляется могуществу и изобретательности природы-химика.

Многие, особенно созданные живой природой, вещества человек либо так и не научился делать самостоятельно, либо это обходится слишком дорого. И тогда задача химии — извлекать и очищать, не повреждая, сложную и нежную продукцию, выработанную живыми химическими фабриками.

Задача эта сложна и увлекательна: проникая в химическую «кухню» животных и растений, люди сплошь и рядом сталкиваются с неожиданным, загадочным, удивительным.

Давай-ка попробуем обнаружить это удивительное и мы. Зайдем для начала в… чулан. Что бы такое выбрать для примера? Да вот хотя бы луковица. Ничего в ней мудреного вроде бы и нет. Круглая, гладкая, хоть вместо мячика ею играй. А попробуй ударить ее посильнее или ковырнуть. Сразу и в носу защиплет, и слезы потекут. Будто маленькая бомба со слезоточивым газом разорвалась. Это луковица обиделась и теперь защищается. Да как здорово защищается! Каждый старается держаться от рассерженной луковицы подальше.

С помощью чего же удается луковице отпугивать своих недругов? Слово «отпугивать» здесь не совсем подходит. Оружие, которым располагает луковица и которое она применяет в случае нужды, — оружие кое для кого даже смертоносное. Эти ядовитые химические вещества, выбрасываемые в воздух, способны разить врага и вблизи и на расстоянии…

Но, прежде чем говорить об этом, я расскажу одну любопытную историю.

РИМСКОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ

В феврале 1964 года случилось нечто совершенно неожиданное и непонятное. Нет, Землю не посетили космические пришельцы. Легендарная Атлантида, канувшая вместе со своими горами и долинами в морскую пучину, не поднялась над океаном. На улицах Парижа не прогуливался огромный, волосатый «снежный человек». Ничего подобного не произошло. Просто в древней римской земле, начиненной, будто булка изюмом, остатками великолепных сооружений, прекрасными скульптурами и другими памятниками античного искусства, нашли еще одну древность.

И тем не менее газеты всего мира долгое время выходили с огромными сенсационными заголовками, а статьи и заметки пестрели выражениями: «гротаросское чудо», «тайна спящей красавицы», «великая загадка древности». И каждое утро люди, раскрывая свежие газеты, жадно искали все новые подробности о происшедшем.

Но что же все-таки произошло?

Недалеко от Рима, в местечке Гротаросса, рабочие рыли землю: собирались закладывать фундамент нового дома. Вдруг ковш экскаватора наткнулся на каменную плиту. Работы остановили, вызвали ученых. Начались раскопки. И вскоре из-под земли был извлечен богато разукрашенный мраморный гроб-саркофаг.

Крышку подняли и…

То, что открылось взорам, было столь необычно, что одни потом утверждали, что в саркофаге лежала девушка необыкновенной красоты с черными бровями и волосами. На лице ее не было печати смерти; казалось, что она просто спокойно спит, хотя было ясно, что она похоронена очень много лет назад. Другие называли ее фанчуллой (по-итальянски — девочка), а не девушкой, говорили о ее рыжих, волосах и не считали, что темное лицо мумии напоминает лицо спящего человека. Третьи, описывая убранство «спящей красавицы», упоминали о драгоценном золотом ожерелье на ее шее, о золотых кольцах, усыпавших ее пальцы, о золототканном полотне, в которое было обернуто ее тело. Четвертые упоминали лишь ожерелье из цветного стекла и кораллов, одно-единственное золотое колечко и утверждали, что тело фанчуллы забинтовано в грубую льняную ткань и тончайший шелк. Были сообщения о глубокой ране, которая оборвала жизнь юной римлянки. Однако другие считали, что девочка умерла своей смертью на руках любящих родителей…

В одном только сходились все: когда саркофаг был вскрыт, в лицо ударил приятный терпкий аромат неведомых трав, а тело «спящей красавицы» было усыпано… мелко нарезанным луком.

ФАНЧУЛЛА ЗАГАДЫВАЕТ ЗАГАДКИ

Удивительную находку увезли в Институт судебной медицины. Там ее изучали крупнейшие итальянские ученые — врачи, археологи, историки. И фанчулла стала рассказывать о себе. Конечно, не сама, а с помощью рентгеновского аппарата, которым ее просвечивали, с помощью химических анализов, которым подвергали содержимое саркофага, с помощью исторических и археологических сравнений и сопоставлений.

Оказалось, что «спящая красавица» — восьмилетняя девочка. Она еще играла в куклы, когда пришла беда. Отчего она умерла — неизвестно, но никаких ран на ее теле нет. Родители обернули ее шелком, положили в красивый мраморный саркофаг, надели нитку бус, колечко, сережки. И похоронили вместе с любимыми куклами.

Все ясно и понятно.

А вот дальше начинались загадки.

Ученые установили: фанчулла умерла и была похоронена 1800 лет назад! И тем не менее, когда мраморная крышка саркофага была поднята, все увидели, как писали очевидцы, юное красивое лицо, черные пряди волос, белые зубы между чуть приоткрывшимися губами. Но миг — и прекрасное видение рассеялось: краски поблекли, лицо и тело потемнели, волосы порыжели. Теперь это была уже не спящая девочка, а мумия.

Как случилось, что юная римлянка сохраняла свою красоту в течение восемнадцати столетий? И почему она вдруг почти мгновенно изменила свой облик?

О фанчулле, безвестной девочке, жившей в глубокой древности, заговорила не только Италия — весь мир. За несколько дней она стала почти такой же знаменитой, как самые знаменитые полководцы и императоры, поэты и художники прошедших веков. Ее тайна — не поддаваться разрушающему действию времени — заинтересовала миллионы людей.

Какие только разговоры по этому поводу не велись, какие предположения не высказывались! Но в конце концов многие пришли к выводу, что все это чистая случайность. А раз случайность, искать причины «долголетия» фанчуллы незачем — все равно их не найти.

— А если не случайность? — засомневались другие и стали припоминать; не было ли подобных находок прежде?..

ЧТО УДАЛОСЬ ВСПОМНИТЬ

Припомнили: были. И не раз. И неподалеку от Рима, и в нашей стране. По-видимому, эти находки и послужили поводом для волшебных сказок, одну из которых — «Сказку о мертвой царевне и о семи богатырях» — все мы знаем в поэтическом пересказе А. С. Пушкина.

Правда, о русских фанчуллах вестей до нас дошло очень мало. Особенно о тех, которых нашли в далекие времена. Немногим больше мы знаем о «спящих красавицах», обнаруженных сравнительно недавно. Но все-таки кое-что знаем. Например, за последние 50–60 лет только в Москве было три таких удивительных находки.

Первая красавица была сенной девушкой Марины Мнишек. Погибшая во время восстания против поляков, она была похоронена в склепе Георгиевского монастыря и, как живая, пролежала около трехсот лет. Другую обнаружили при разборке церкви: глазам рабочих предстала семнадцатилетняя боярышня, в нарядном платье, кокошнике. Ее тоже не коснулось время… Обе эти находки никто не попытался ни сохранить, ни сфотографировать, ни зарисовать.

Иное дело — третья «спящая красавица». Это была молодая жена царя Ивана Грозного, Марфа Васильевна Собакина, умершая сразу же после свадьбы. Гробница юной царицы находилась в Кремле, в Вознесенском монастыре. Здесь она пролежала более 370 лет. Когда подняли могильную плиту, все замерли: в гробу лежала бледная, но удивительно красивая девушка. Казалось, тронь ее — и она откроет чистые глаза, привстанет и испуганно окинет взглядом мрачные стены усыпальницы и замерших вокруг нее людей… Но чудо длилось ничтожные секунды: царица вдруг почернела и рассыпалась прахом.

Со всеми русскими «спящими красавицами» случилось почти то же, что и с фанчуллой, с той лишь разницей, что римлянка не рассыпалась, а, как говорят, мумифицировалась — превратилась в мумию.

И еще припомнили. В Ленинградском государственном университете, в лаборатории профессора Б. П. Токина, есть несколько банок, плотно закупоренных крышками. Внутри банок висят в нитяных сеточках сваренные вкрутую и очищенные куриные яйца. Вид у них свежий — будто только что из кипятка. А висят они так уже… 15 лет!

Так ведь эти яйца — мумии! Банка — это саркофаг. Плотная крышка, не пропускающая воздуха, — все равно что мраморная плита. А дно банки тоже чем-то усыпано — то ли кусочками лука, то ли искрошенными листьями каких-то растений… Не в этих ли банках нужно искать тайну «спящих красавиц»?

ХИМИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ РАСТЕНИЙ

Когда профессору Токину задали этот вопрос, он сказал, что правильно, эти банки кое-какие секреты раскрыть могут. Хотя, добавил он, какие же тут секреты? Все очень просто. Тело юной римлянки защитило от тления химическое оружие растений…

Впрочем, надо рассказать все по порядку. Вокруг нас — в воздухе, в воде, в почве — живет несметное множество микробов. Некоторые из них полезные (они помогают приготовлять кислое молоко, хлеб), большинство — вредные. Нападая на людей, животных, растения, они несут болезни, порой и смерть. А другие микробы принимаются за умерших: разложение, плесневение, гниение — все это результат их работы.

Конечно, даже неисчислимым армиям микробов не всегда бывает под силу справиться с живым организмом: он отчаянно защищается. Очень сильное оружие создают себе растения. Они вырабатывают ядовитые вещества, которые несут смерть микробам-невидимкам. Эти вещества называются фитонцидами. Особенно знаменитыми губителями злобных невидимок являются лук и чеснок: их фитонциды в течение нескольких секунд убивают почти всех микробов, находящихся поблизости.

Когда это стало известно ученым, нетрудно было яйцо превратить в мумию. В банку накрошили луку, чесноку, листьев разных растений, опустили туда яйцо и плотно-плотно закупорили. Все микробы, оставшиеся в банке, быстро погибли, а новые проникнуть внутрь не смогли. А раз нет бактерий, не будет и гниения. Яйцо останется свежим хоть 1800 лет, лишь бы к нему не проникал воздух и микробы.

Примерно так же, наверное, в древности защищали от микробов и тело умершего человека. Во всяком случае, был широко распространен обычай класть в руки покойнику лук. С большим почтением относились древние и к чесноку. Он являлся символом бессмертия, и в разговорах египтян нередко можно было услышать даже такую фразу:

— Клянусь чесноком!

А ведь клялись всегда самым дорогим, важным, ценным…

Конечно, человеческое тело не яйцо, и уберечь его от микробов потруднее, тем более что микробы живут и внутри организма. Но древние пользовались при бальзамировании не только луком и чесноком. Они умели добывать из различных растений сильнодействующие вещества, из которых и делались бальзамы и которые позволяли сохранять мумии в течение многих сотен лет.

Что это были за растения? Каков состав бальзамов? К сожалению, этого сейчас никто не знает. Секреты древних утеряны, забыты. А современная наука, хотя она достигла во многих областях поистине головокружительных вершин, отгадать эту тайну пока еще не смогла.

Сейчас ученые тщательно исследуют бальзам, который уберег от тления фанчуллу. Пока выяснено, что он имеет очень сложный состав. В него входит около двадцати более простых веществ. Отгадать, что это за вещества, трудно: за 1800 лет они очень изменились. Вероятно, они вступили в химическую реакцию с кислородом воздуха, когда была открыта крышка саркофага. Во всяком случае, если очевидцы не ошибаются и фанчулла в самом деле прямо на глазах изменила свой облик, это можно объяснить только влиянием кислорода.

Тайна фанчуллы так до конца и не разгадана. Может быть, девочка из-под Рима будет ждать, пока вырастешь ты, чтобы тебе отдать свою тайну? Она ждала 1800 лет, почему бы не подождать еще лет десять — пятнадцать? Кто знает, может, ты не только скажешь людям, как надо сохранять на века нетленным тело дорогого человека, но и откроешь средство оживлять умерших. Может, ты победишь самое смерть, создав бальзамы, охраняющие человека от болезней, научишь людей жить столько, сколько они хотят, пока не надоест!..

ЛЕСНЫЕ СОКРОВИЩА

Что ж, все это вполне возможно. Сейчас ученые находят в соке растений все новые и новые волшебные вещества, помогающие бороться с болезнями, укреплять здоровье. Чего только нет в зеленых аптеках природы! Выбирай, что тебе нужно, и правильно используй.

Взять те же фитонциды. Ведь они очень полезны для нашего здоровья. Да, да, это смертоносное оружие растений не только не приносит человеческому организму никакого вреда, но помогает ему бороться с болезнями.

И вот что очень интересно. Профессор Токин открыл фитонциды и исследовал их всего лет сорок назад. А люди, не подозревая о существовании этих веществ, пользовались ими с незапамятных времен. И за сто, и за пятьсот, и за тысячу лет до этого открытия матери твердили своим детям:

— Ешь чеснок и лук. Это полезно. Не будешь болеть.

Сейчас говорят то же самое, только добавляют: чеснок и лук убивают микробов.

Или вот сочный, зеленый луг. Каждый знает, как приятно, особенно после долгой зимы, побегать по лугу, броситься в густую траву и поваляться в ней. Но почему именно «броситься», почему «поваляться»? Потому что давно не видел травы? Но ведь тот, кто давно не видел асфальта, совсем не испытывает желания поваляться по панели…

Вокруг кудрявой березки парни и девчата издавна водят хороводы.

И опять вопрос: почему вокруг березки? Почему не вокруг столба или камня?

Наука так объяснила наше бессознательное влечение к траве и деревьям. Бегать по траве и водить хороводы вокруг березы, дышать всей грудью и петь песни не только приятно и весело. Березка, это тоненькое, трепещущее от ветерка деревце, — целая фабрика фитонцидов. Ее нежные листья выделяют их так много, что вокруг дерева образуется большое пространство, в котором убиты почти все возбудители болезней. Вдыхая воздух, насыщенный фитонцидами, мы уничтожаем микробов, забравшихся в наши бронхи и легкие.

Трава тоже вырабатывает эти вещества. Но до тех пор, пока ее никто не тревожит, не «обижает», она выделяет мало фитонцидов. Вот нам и хочется помять ее, поваляться на ней, чтоб она рассердилась и обдала нас целым облаком полезного нам яда.

Все без исключения растения — это живые зеленые фабрики, вырабатывающие фитонциды. Причем разные растения питают особо острую неприязнь к разным бактериям. Например, листва дуба и антоновские яблоки уже на расстоянии поражают дизентерийную палочку и других кишечных микробов. Сок листьев эвкалипта без промедления расправляется с очень многими бактериями, но особенно он хорош для борьбы с панарицием — очень болезненным и трудно излечимым гнойным воспалением пальца. Кстати, ученые предполагают, что в бальзаме, обнаруженном в саркофаге фанчуллы, содержится и сок листьев эвкалипта.

Одним из самых могучих врагов микроорганизмов является хвойный лес. Сосны и ели, занимающие лишь один гектар, каждые сутки выделяют около 5 килограммов фитонцидов! Знаешь, какая это сила — 5 килограммов? Их вполне хватило бы для того, чтобы уничтожить всю заразу на улицах, во дворах и в домах целого города.

О дезинфицирующих веществах, вырабатываемых растениями, прежде могли только догадываться. Правда, как мы уже говорили, услугами зеленых аптек, хоть и плохо, неумело, редко, но все-таки люди пользовались: ели лук и чеснок, ездили отдыхать в леса и парки, сажали деревья во дворах и на улицах, делали лечебные настойки и отвары из разных трав. А вот о других сокровищах зеленых листьев, хвои, молодых веточек и коры прежде не подозревали.

Когда же химики эти богатства нашли, им сначала даже не поверили.

И в самом деле, какие тайные сокровища может скрывать в себе, например, вот эта сосна? Древесина? Да, мы теперь знаем, какая это большая ценность. Но ведь речь идет не о древесине, а о хвое и мелких веточках. Какой в них прок? Наоборот, лесозаготовители и лесники всегда говорили, что от этих отходов один только вред: оставшиеся после рубки деревьев зеленые ворохи вскоре начинают гнить, в них заводятся вредители леса. Поэтому на лесосеках обрубленные ветки с хвоей и листьями сваливают в огромные кучи и сжигают.

Где же сокровища?

Они-то и погибают в этих огромных кострах. Вот что открыли ученые, исследуя хвою и ветки. В кроне одной-единственной сосны содержится кроме фитонцидов столько разнообразных витаминов, что их хватило бы человеку на несколько лет.

Что такое витамины — известно каждому. Они дают нам здоровье, бодрость, помогают правильно и быстро развиваться детскому организму. Недаром латинское слово «вита», от которого происходит название «витамины», означает «жизнь».

Особенно много витаминов содержится в овощах и фруктах. Врачи поэтому советуют есть их побольше. Морковь, например, настоящий склад каротина — ближайшего родственника витамина А. За это ее так высоко и ценят. Но вот в хвое, оказывается, каротина в восемь раз больше, чем в моркови! Богата хвоя и другими витаминами.

Но и это еще не все. В хвое и листьях обнаружено много других очень полезных и важных веществ — хлорофилла, ферментов, гормонов, белков, жиров. Когда химики подсчитали, сколько стоит все это, оказалось, что крона сосны имеет большую ценность, чем ее древесина!

Получалось так: люди рубили дерево, брали самую дешевую его часть — ствол, а все остальное, представляющее наибольшую ценность, сваливали в кучи, поджигали. И вместе с дымом улетали в небо многие сотни тонн фитонцидов, витаминов, белков, жиров…

Плохо поступали лесорубы и лесники? Конечно, плохо. Но их нельзя винить: они не знали, что делают. Не знали, какие вещества содержатся в древесной зелени. Но вот химики сказали, что это за вещества, а костры год за годом продолжали пылать. Почему? Злой умысел? Нет, теперь никто не знал, как взять из хвои и листьев эти драгоценности, не знал, как открыть богатые зеленые кладовые.

Здесь тоже должны были прийти на помощь химия и химики. Только они могли сказать, как извлечь из зелени ценные вещества.

ЗЕЛЕНЫЙ ДРУГ ПРИХОДИТ В ДОМ

Одним из тех, кто решил взяться за поиски ключей к зеленым сокровищницам, был Федор Тимофеевич Солодкий. Долгие годы провел он над пробирками, сделал множество опытов с хвоей и листьями, пока смог приоткрыть тяжелую дверь к сокровищам.

Теперь даже кажется странным, что ученый затратил на это столько времени — до того прост оказался разработанный им способ. Мелкие ветки с хвоей, собранные на лесосеке, загружают в машину, которая с помощью стальных валиков мнет и давит их до тех пор, пока они не превратятся в зеленоватую пенистую кашу. Потом эта каша попадает в большие чаны. Сюда же наливают бензин. Когда в нем растворятся все ценные хвойные вещества, бензин процеживают и перекачивают в котел. Здесь бензин испаряется, а на дне остается буро-зеленая смолистая масса. Остается лишь промыть ее щелочью — и делу конец. Получилась так называемая хлорофилло-каротиновая паста, в которой содержатся очень многие хвойные сокровища: различные витамины, фитонциды, хлорофилл и другие животворные вещества.

Что же теперь делать с этой пастой? Что угодно! «Лесной дар» можно глотать — желудок будет лучше работать, а человек станет энергичным и бодрым. Можно смазывать кожу — она будет гладкой, упругой, свежей. Можно накладывать пасту на раны и ожоги — боли сразу уменьшатся, рана заживет гораздо быстрее, чем обычно. А на парфюмерных фабриках придумали примешивать «лесной дар» к туалетному мылу и к зубной пасте. Так мыло «Лесное» и паста «Хвойная» приобрели загадочную для многих лечебную силу.

Однако не только в хвое и листьях ищут лесохимики вещества, нужные здоровью человека. В стволе дерева тоже протекают разнообразные жизненные процессы, в результате которых рождаются жиры, канифоль и другие поистине волшебные соединения. Но как их оттуда, из ствола, добыть — ведь древесину сквозь вальцы не пропустишь?.. Ф. Т. Солодкому и его коллегам из Лесотехнической академии имени С. М. Кирова удалось извлечь эти драгоценные вещества, буквально не прикасаясь к древесине.

БЕЛЫЙ ПРИЗРАК

Вот как было дело. Все началось с того, что лет сорок назад Федор Тимофеевич, тогда еще молодой ученый, приехал по своим делам в Карелию, на Сегозеро. Однажды, в выходной день, он, взяв удочку, отправился на озеро. Выбрал удобное место, забросил и настороженно присел у воды. Сейчас вот поплавок дрогнет, пустив по зеркальной воде круги, косо уйдет вглубь и… Федор Тимофеевич жмурился от солнца и улыбался, представляя, как натянется струной леска, изогнется удилище и, трепеща, шлепнется в траву полосатый, сверкающий белым брюхом окунь…

Прошло пять, десять минут, полчаса. Поплавок не шевелился, будто под ним не было ни крючка, ни червяка. Федор Тимофеевич перебрался на соседний мысок. Но и там поплавок не хотел пускать круги. Пришлось переменить несколько мест, но результат был все тот же.

Рыба не клевала. Досадно. Федор Тимофеевич давно перестал улыбаться и даже не следил за поплавком.

— Ну как, ловится? — вдруг раздался насмешливый голос. На тропке стоял старик с косой на плече.

— Да что-то не клюет совсем.

— А ты у себя дома, в корыте, никогда не пробовал ловить?

Федор Тимофеевич поднял удивленно брови: старый человек, а такие глупые вопросы задает.

— Я к тому, — примирительно, но все еще насмешливо продолжал старик, — что если ловил, то твой опыт как раз здесь и пригодится. Нету здесь рыбы.

— Как нету? — рассердился Федор Тимофеевич. — Всегда эти места рыбой славились.

— Вот то-то, что «славились»! А теперь не славятся. Ушла отсюда рыба. А которая не ушла, — подохла. Лягушек — и тех нет. Там, подальше, еще ничего. А здесь совсем плохо — мертвая вода. Вот, вот она, погубительница рыбы, — и старик указал на комки грязной пены, которые, кружась, медленно плыли по поверхности. — Где такие хлопья увидишь, верно тебе говорю, рыбы не ищи. А здесь вон их сколько натащило! Зря сидишь только.

Старик ушел, а Федор Тимофеевич стал сматывать удочку. Что за пена? Откуда берется? Подцепил комок, приставший к берегу. Понюхал. Потер между пальцами. Да ведь это, кажется, отходы комбината — сульфатное «мыло». Глянул вдоль берега. Ну да, так и есть: там, где в озеро выливались производственные воды целлюлозно-бумажного комбината, поверхность, будто серой чешуей, была покрыта хлопьями.

Отправляясь домой, в Ленинград, Солодкий увез с собой банку этого «мыла». Лабораторный анализ дал странные результаты. Кроме ядовитых веществ в пене оказалось много канифоли, древесных жиров — таллового масла — и других полезных химических продуктов. Видимо, когда варят целлюлозу, ценные вещества, содержащиеся в древесине в ничтожных количествах, вывариваются и скапливаются в образующемся в это время «мыле». Так что пена — грязная, вонючая, ядовитая пена, превращающая реки и озера в «мертвую воду», — не что иное, как сгусток драгоценностей, извлеченных по крупицам из сотен, тысяч и миллионов кубометров древесины!

Нет ничего удивительного, что Солодкий на многие годы увлекся зловонной пеной. Ее привозили в лабораторию в бидонах и бочках, с ней проводили сотни новых и новых опытов. И уже имелись успехи: золотилась на солнце канифоль, желтело в колбах древесное талловое масло. Но ученый был недоволен: он никак не мог поймать, выделить обнаруженное в «мыле» особое жироподобное вещество — ситостерин.

Снова и снова опыты. И все зря. Потом мелькнула надежда: в пробирке с темно-бурым раствором заблестели едва заметные белые иголочки-кристаллы. Анализ. Никак не унять дрожь пальцев: да, это он, ситостерин… Неужто конец охоте? Неужто пойман? Но когда попробовали отфильтровать кристаллики на специально сделанной для этого центрифуге, надежда угасла: белые иголочки вместе с раствором проскочили наружу.

Как ни хитрил Федор Тимофеевич, как ни изменял условия фильтрования, проклятых иголочек удержать не мог. Не раз казалось, что ситостерин в руках, но в последнюю минуту белое вещество, словно призрак, уходило между пальцами. Федор Тимофеевич было сна лишился: все думал. Однажды ночью, после полного неудач и огорчений дня, придумал что-то новое. Ждать утра уже не мог. Среди ночи отправился в цех, где делал опыты. Пришел. Пусто, уныло. Даже в облике установки было что-то безнадежное. Может быть, поэтому он, хотя и взял уже ковш, чтоб зачерпнуть раствора, к работе сразу не приступил, а походил возле, потер пальцем станину центрифуги, похлопал ладонью по боку чана, в который вчера второпях был слит после центрифугирования раствор, да так и оставлен на ночь. Похлопывая, он наклонился к раствору с ковшом, но снова не зачерпнул.

Остановило его, наверное, то, что, когда он хлопал и глядел внутрь чана, не увидел на поверхности раствора ряби, бегущей от вздрагивающих боков к центру. Похлопал еще — и уже смотрел с интересом: всколыхнется рябь или нет? Рябь, конечно, была, но какая-то плохо заметная. Не потому ли, что поверхность раствора не отливала, как всегда, зеркалом, а была матовой, словно тронутая ледком? Федор Тимофеевич в задумчивости ткнул туда пальцем и в самом деле почувствовал тоненькую, едва заметную корочку.

И уже в следующее мгновение от его усталости и задумчивости не осталось и следа (какой там лед в июле!). Ковш грохнулся на пол, а рука осторожно, ласково, нежно отламывала кусочек корочки и подносила к глазам. Да, да, иголочки!.. Собрались-таки вместе, склеились. Как же это вы?..

Он не ушел из цеха до утра. И все понял, и все повторил. Все было до глупого просто: раствор, пропущенный через центрифугу, насыщался воздушными пузырьками, которые, всплывая, вытаскивали на себе к поверхности и неуловимые кристаллики. Значит, надо после центрифуги просто оставить раствор в покое. Больше ничего не надо. И иголочки ледком соберутся на поверхности!

Установка стала работать. Белый порошок сыпался в банки, а потом отправлялся к ученым-медикам. Врачи считали, что ситостерин способен изгонять из кровеносных сосудов человека тяжкую, неумолимую болезнь — атеросклероз, болезнь, которой подвержено множество людей, достигших сорока-пятидесятилетнего возраста. Но широко проверить эту способность до сих пор не было возможности: ситостерин нигде не вырабатывался, кроме как в США. Но и там, хотя получали его из дорогого соевого масла, не могли выделить в чистом виде, а использовали в смесях с другими веществами. Эти примеси мешали тщательным его исследованиям.

Теперь же чистый ситостерин был в руках у врачей. Начались строгие испытания. Ситостерин их выдержал: в течение 4–6 недель он поднимал с постели многих из тех, кто уже давно не мог подняться. Люди возвращались из больницы домой, снова могли ходить, гулять, даже работать.

А на столах в химических лабораториях уже выстраиваются новые пробирки с синими, желтыми, зелеными, розовыми растворами. Исследования тайн хвои и листьев продолжаются. Минует год, другой, и новые добрые посланцы наших верных зеленых друзей — лесов, лугов, полей — придут к нам в дом, чтобы защитить нас от вредных микробов, избавить от болезней, напоить ароматом воздух, сделать нашу пищу вкусной и полезной.

В ПОИСКАХ САМОБРАНКИ

Растет свеча на дереве. — Загадка всем загадкам. — Элемент жизни. — Световой двигатель. — Ошибка Тимирязева. — «Сын тьмы». — Слезы на камне. — Самая страшная книга. — Скатерть из сказки. — Мечта ученого. — Наука плодородия. — Смерть паразитам! — Гидропоника — воды работа. — Растение управляет фабрикой. — Огурец в воздухе. — 60 урожаев в год. — «Пища богов».

НЕДОРАЗУМЕНИЕ В БУТЫЛКЕ

О зеленой химии можно говорить без конца. Мир растений бесконечно разнообразен — он насчитывает более полумиллиона ботанических видов. Все это — и огромная сосна, и крохотная, не видимая простым глазом водоросль — заводы, вырабатывающие свои особые, зачастую очень сложные вещества и смеси их.

Химическая продукция иных подобных «предприятий» столь привычна с детства, что мы мало задумываемся над тем, как же растению удалось произвести на свет такое чудо, как например ароматное яблоко, прозрачный, тающий во рту виноград, твердое мучнистое зерно. Изделия других, большей частью непривычных, иноземных зеленых фабрик поражают, изумляют нас. Да и как не удивиться дереву (оно растет в Америке, на Панамском перешейке), на котором зреют… свечи. Именно свечи! Продолговатые, очень богатые жиром плоды этого дерева превосходно служат для освещения помещений. В середину сорванного с ветки плода нужно только вставить фитиль — и свеча готова. Горит она в течение трех — четырех часов и совсем не коптит.

Или возьми другое американское деревцо, которое называют «мыльным». Если его спелый плод хорошенько растереть, образуется много пены. Когда-то это свойство натолкнуло жителей на мысль испробовать диковинные «фрукты» в качестве мыла. Опыт был настолько удачным, что и сегодня местное население предпочитает «мыло», выросшее на дереве, настоящему и использует его не только для мытья, но и для стирки.

Всему этому можно, конечно, удивляться. Но, если приглядеться повнимательней, и в обыкновенной березе, яблоне, кусте земляники или помидоров можно заметить не меньше удивительного. Почему, например, вырастая на одной грядке, в одной и той же земле, растения дают столь непохожие плоды?

Ответы на этот вопрос ученые ищут давно. Начали с того, что стали изучать, как питается растение. Ведь, чтобы сделать лист, цветок или яблоко, яблоня сначала должна раздобыть подходящий материал. И вот узнали, что общая для всех мать-кормилица земля дает растениям не такую уж разнообразную пищу. Изо дня в день они получают одни и те же блюда: на первое — азот, на второе — фосфор, на третье — калий. Правда, понемногу, в качестве приправы, растения получают соли меди, бора, марганца, молибдена, цинка, кобальта и так далее — всего около сорока солей.

Кстати одна-единственная соль, которой пользуемся за обедом мы (поваренная, или хлористый натрий), растениями практически не употребляется.

Конечно, «проглотить» такую пищу нелегко. Поэтому к каждому блюду нужна вода. Вся пища из земли поступает в виде раствора солей. В засуху, когда нет воды, растения не только мучаются, как мы, от жажды, но и голодают.

Сок земли — раствор солей — по трубочкам-жилкам поднимается по стеблю к листьям, к плодам, каким-то образом перерабатывается и превращается во всякие сложные вещества. Листья, стебель, плоды увеличиваются, вес всего растения делается все большим: оно растет.

В общем-то все пока кажется понятным. Сосет растение раствор солей — вот и вся еда.

Но каждый делал такой опыт: ранней весной срезал голую ветку дерева и ставил в бутылку с водой на окно. Через несколько дней почки лопались, появлялись маленькие листочки. Они расправлялись, увеличивались день за днем. Потом вырастали молодые зеленые побеги и тоже покрывались листьями. А там, глядишь, появлялись и цветы, а в бутылке виднелись молоденькие корешки.

Ветка выросла и превратилась в маленькое деревце. Если перед опытом мы догадались взвесить ветку, то теперь, положив ее на весы, убедимся, что вес ее намного увеличился. Как же так? Ведь мы не давали ей ничего, кроме воды! Не из воды же, в самом деле, сделала она листья, побеги, корни?

Как же все-таки питаются растения? Все было просто, понятно, и вдруг — непонятно ничего!

В такой же тупик зашли когда-то и ученые. Но их недоумение было еще большим: они провели химическое исследование выросшей на чистой воде ветки и обнаружили, что в ней стало намного больше крахмала, целлюлозы, сахара, жиров, белков. А все эти вещества построены, главным образом, из углерода, водорода и кислорода. Положим, откуда берутся водород и кислород, догадаться можно: из них состоит та чистая вода, которой кормили ветку. Ну, а углерод — он-то откуда? В воде его нет… Нет, ничего понять невозможно. Не ветка, а какое-то недоразумение!

КОНСЕРВИРОВАНИЕ ЛУЧЕЙ

Откуда же взялся в ветке углерод, и вообще — что это такое?

Точно так же, как кислород и водород, углерод — простое, уже более неразложимое на составные части вещество. Такие вещества называют химическими элементами («элементарный» значит «простейший»). Чистый углерод — не газ. Он хорошо всем знаком: из него состоит обыкновенный черный уголь. Но он, как никакой другой элемент, может, соединяясь с другими веществами, неузнаваемо менять свой облик.

Углерод называют элементом жизни. Это потому, что он входит в состав, пожалуй, всех веществ, из которых состоят тела животных, наша пища и мы сами. Примерно половина сухой массы растений — углерод. Он же является главной составной частью топлива (и нефти, и газа, и антрацита, и дров). Когда мы говорим: «дрова горят», это означает на самом деле, что углерод, содержащийся в них, соединяется с кислородом и превращается в бесцветный углекислый газ.

Этот газ тоже всем известен: он, выделяясь из газированной воды, из нарзана, покалывает во рту. Углекислый газ образуется и в нашем теле — его мы выдыхаем из легких. Имеется он и в воздухе. Правда, немного — всего три — четыре сотых процента.

Но все же в воздухе он есть. Значит, есть и углерод! Так, может быть, растущая в бутылке ветка извлекала углерод из воздуха и питалась им?

Именно такое подозрение и возникло у ученых. Они стали проводить опыты и убедились: листья растений поглощают углекислый газ. Но почему-то лишь тогда, когда они освещены солнцем.

И сразу же возникло множество новых недоумений. Почему это не происходит в темноте? Можно ли вообще питаться газом, даже если в нем есть углерод?

Стали тщательно исследовать листья и нашли в них множество зеленых комочков, зернышек (они-то и придают растениям зеленый цвет). В этих зернышках, состоящих из сложного вещества — хлорофилла, происходили какие-то совершенно непонятные явления. Солнечные лучи, пролетевшие на пути к Земле миллионы километров и нисколько не изменившиеся, натолкнувшись на хлорофилловое зерно, вдруг исчезали. Одновременно лист растения начинал поглощать углекислый газ. И газ этот тоже, добравшись до хлорофилла, исчезал. Как будто его и не было никогда…

Схема фотосинтеза в листе.

Но такого в природе не бывает! Ничто не может исчезнуть без следа. Это закон. Не могут исчезнуть ни углекислый газ, ни лучи Они должны находиться где-то здесь, рядом, но они, наверное, превратились во что-то другое… Во что же?

Это другое обязательно нужно найти.

Долгие месяцы провел над микроскопом замечательный русский ученый К. А. Тимирязев. И вот что заметил. Когда порция лучей и углекислого газа исчезает, сразу же выделяется порция кислорода. А в хлорофилловом зерне появляется, все увеличиваясь, крошечная крупица крахмала. Чем больше света падает на хлорофилл, тем больше поглощается углекислого газа и больше выделяется кислорода, тем заметнее увеличивается крупица крахмала.

Значит, решил ученый, солнечный луч с помощью хлорофилла расщепляет, разлагает углекислый газ на составные части — кислород и углерод. Кислород выбрасывается назад, в атмосферу, а углерод идет на создание нового вещества — крахмала. В состав крахмала входят еще водород и кислород. Где лист берет эти элементы? Водород — и кислород… Так это же вода! А вода всегда есть в листьях — растение все время сосет ее из почвы (или бутылки) и поднимает вверх по стеблю. Значит, все ясно: углерод под действием солнца и хлорофилла соединяется с водой — так рождается крахмал. А потом крахмал превращается в тканях растения в сахар, целлюлозу — она идет на построение стебля, новых листьев, корней, — а также в жиры, витамины и самые сложные, самые важные вещества — белки.

«Здесь, — писал тогда К. А. Тимирязев, — лежит источник и начало разнородных веществ, из которых слагается весь органический мир». Иными словами, то, что происходит в хлорофилловом зерне, когда на него падает луч света, — это подлинное, величайшее чудо природы. Ведь негорючий, мертвый углекислый газ и холодная безжизненная вода, обогащаясь солнечной энергией, превращаются в живые ткани, в питательные и горючие вещества. Крахмал, белок, жир, сахар, попадая вместе с пищей в наш организм, несут в себе запасенную солнечную энергию, законсервированный луч света. И этот луч, освобождаясь при разложении пищи в нашем теле, согревает нас, приводит нас в движение, делает возможным все то, что называется жизнью. Он пылает в печах и заводских топках, бьется в двигателях машин, помогает на химических заводах превращать одни вещества в другие…

ИСПРАВЛЕНИЕ ОШИБКИ

Ну, теперь-то все ясно, скажешь ты. Значит, раскрыли и эту тайну… И опять без твоего участия. Что же останется на твою долю?..

Не огорчайся! Увы, в том, что происходит на зеленой фабрике, все еще очень много неясного, загадочного. Замечательный исследователь К. А. Тимирязев, установивший огромное значение хлорофиллового зерна, высказал лишь довольно общие предположения о том, как работает этот крошечный химический цех. С тех пор прошло несколько десятков лет. Ученые, главным образом советские, все это время продолжали исследовать лист, пытаясь до конца разобраться в его тайнах. Оказалось, что талантливый ученый кое в чем ошибался. Например, в хлорофилловом зерне расщепляется вовсе не углекислый газ, как считал Тимирязев, а… вода. Кислород, образовавшийся при этом, выделяется в воздух. Оставшийся водород соединяется с углекислым газом, образуя крахмал. Впрочем, теперь выяснено, что при этом процессе (ученые называют его фотосинтезом, то есть соединением, синтезом на свету) в хлорофилле образуется не только крахмал, но и белки и другие вещества.

Хотя многое в фотосинтезе сейчас прояснилось, сколько еще предстоит открыть! Ибо полного ответа на самый главный вопрос — почему происходит фотосинтез, как он протекает? — наука до сих пор так и не дала. Тысячи ученых, используя мощные электронные микроскопы, меченые атомы и другие новейшие аппараты и методы, продолжают упрямо выслеживать секреты фотосинтеза. Им, конечно же, очень пригодятся и твои знания, твои руки, твое горячее желание открыть наконец вековую тайну зеленого листа.

Однако, спросит иной читатель, зачем эти бесконечные поиски, зачем целой армии ученых биться над фотосинтезом? Вот Тимирязев считал, что луч расщепляет углекислый газ. Потребовались десятки лет, масса труда других ученых, чтобы доказать: это не так, расщепляется вода. Но что после этого уточнения изменилось? Что изменится, если мы уточним или откроем еще сотню подобных фактов, если мы во всех подробностях узнаем, что и как происходит в мире? Не слишком ли много сил тратят люди для удовлетворения своего любопытства, любознательности? Ведь растения исправно запасают с помощью хлорофилла солнечную энергию. И пусть себе запасают! Какая, в конце концов, разница, как они это делают, тем более если они не хотят нам об этом рассказывать.

Ответ на подобные вопросы дали в свое время крупнейшие ученые, в том числе и сам К. А. Тимирязев. Но, чтобы их ответ был достаточно убедительным, сначала придется поговорить о вещах не только прозаических, но и трагических, о вещах, далеких от фотосинтеза, однако имеющих к нему самое непосредственное отношение.

ВЛАДЫКА МИРА

Знаешь ли ты что-нибудь о нем, о «сыне тьмы», могущественнейшем из всех тиранов мира? Он свиреп и неумолим. При одном его имени издавна трепетали в испуге самоотверженные сердца матерей, а храбрые воины приходили в смятение. Не только страх, но и жгучую ненависть порождал этот всесильный тощий старик с цепкими, костлявыми руками, с жадной пастью, с маленькими, зло горящими глазами. И как только люди изобрели первые буквы, они стали подробно описывать каждый его коварный шаг, каждый жестокий поступок. Чтобы никто и никогда не забыл о его черных делах. Чтобы внуки и правнуки остерегались его, учились бороться с ним. Чтобы все помнили страшное его имя: царь Голод.

Но горький опыт предков, их предостережения очень мало помогали потомкам: они не знали средства, которое защитило бы их от жестокого царя. И он, при поддержке императоров, королей, князей, князьков, помещиков, купцов и других богатеев-эксплуататоров, врывался в города и страны, повергал наземь старых и молодых и везде утверждал свою лихую власть. Поколение за поколением попадало под тяжкое иго бессмертного царя, стонало, плакало, гибло. А оставшиеся в живых подробно описывали муки пережитых «тощих лет».

Из записей, оставленных сотнями поколений, получилась книга. Самая большая из всех, написанных когда-либо человеком. И самая жуткая. Одна из первых ее страниц — каменная. На огромной глыбе, найденной в Египте около первого порога Нила, высечено:

«…Воды Нила не разливались семь лет. Легкими стали зерна, не хватает хлеба и другого продовольствия. Каждый ворует у своего соседа. Люди хотят идти быстро, но не в силах идти вовсе. Дети плачут, и юноши еле передвигаются, подобно старцам; души людей угнетены; ноги у них подкашиваются и волочатся по земле; руки их неподвижно покоятся на груди. Придворные мудрецы не могут подать никакого совета. Распахнуты кладовые, но в них нет ничего, в них гуляет ветер. Все запасы истощились».

Одна страница этой книги мрачнее другой. В Древнем Риме плебеи, доведенные Голодом до отчаяния, толпами бросаются в реку Тибр. Матери оставляют на площади своих младенцев, которых они не в состоянии прокормить. На всем протяжении Столетней войны Голод преследует жителей многих европейских стран, заставляя их печь хлеб из земли. Вся история Китая — это повесть о преступлениях царя Голода. За два тысячелетия он вторгался в страну не менее 1829 раз — чуть ли не ежегодно. Только в XIX веке от Голода умерло 100 миллионов китайцев. Измученные люди, вместо того чтобы говорить при встрече «здравствуйте», привыкли приветствовать встречных вопросом:

— Вы кушали?

Много бед приносил Голод и в старой России: в XIX веке простые люди голодали почти каждый второй год. Худые, изможденные, с серой обвислой кожей и глубоко запавшими глазами, «голодные люди с утра до вечера бродят из дома в дом, выпрашивая милостыню, и возвращаются к своим семьям с пустыми руками. Милостыню уже никто не подает». «По деревням ездили скупщики. Пользуясь голодом, они скупали по дешевке все, что можно было. Вытаскивали из сундуков бабушкины шугаи и кички. Женщины продавали свои волосы. За лучшую косу платили два рубля».

Эту страницу в книгу Голода внесли русские газеты всего восемьдесят лет назад. А немного раньше великий поэт Н. А. Некрасов, — рассказывая о строительстве железной дороги между Москвой и Петербургом, писал:

В мире есть царь: этот царь беспощаден,

Голод названье ему.

Водит он армии; в море судами

Правит, в артели сгоняет людей,

Ходит за плугом, стоит за плечами

Каменотесцев, ткачей.

Он-то согнал сюда массы народные…

Многие — в страшной борьбе,

К жизни воззвав эти дебри бесплодные,

Гроб обрели здесь себе.

Прямо дороженька: насыпи узкие,

Столбики, рельсы, мосты.

А по бокам-то все косточки русские…

РОЖДЕНИЕ МЕЧТЫ

Много печальных страниц в страшной книге занимают произведения лучших русских поэтов, писателей, художников. Они рассказывают о том, как на Руси ели траву и солому с крыш, как пекли лепешки из древесной коры, как ослабевшие люди забивались голодными зимами в избы и, почти не шевелясь, будто в спячке, проводили недели и месяцы. И единственным утешением этих измученных людей, не видевших никакого просвета в будущем, была мечта о чуде, о скатерти-самобранке, которая — стоит лишь захотеть! — и накормит, и напоит каждого…

Лишь в 1917 году миллионы неграмотных, угнетенных людей поняли: нельзя больше терпеть, мечтая о чуде, надо действовать. Чтобы покончить с царем Голодом у себя на родине, надо покончить с царем Николаем II, с помещиками и буржуями, надо покончить с вековой нищетой и отсталостью.

И поднялся народ, развернулся, вышвырнул из страны своих угнетателей, перешиб тощие ноги царю Голоду. Но Кощей не сдался. Опираясь, как на костыли, на техническую отсталость, неграмотность и разруху, он тяжело бродил по городам, селам, деревням, злобный и кровожадный. А когда на революционную Россию двинулись со всех сторон белогвардейцы и интервенты, он оживился, повеселел, и его костлявые пальцы с новой силой сжались на горле молодой Советской республики.

Но задушить революцию не удалось. Врагов разгромили и выгнали. Задымили фабрики и заводы, крестьяне получили землю, открылись школы. В наступление на невежество, отсталость и Голод двинулись люди, вооруженные знаниями. С помощью могучих машин они стали выращивать больше хлеба. Наука помогала получать больше мяса, масла, молока, Голод был повержен. Правда, в годы Великой Отечественной войны он ворвался в нашу страну снова — вместе с фашистскими армиями. Твои родители, старшие братья и сестры видели лицо Голода своими глазами. Расспроси их подробно обо всем. Чтобы знать, каков он. Чтобы учиться бороться с ним.

Ты спросишь: «А с кем бороться? Где он, царь Голод? Ведь сейчас и след его простыл».

Нет, он все еще правит миром. Более миллиарда людей — почти половина населения нашей планеты! — голодают еще и сегодня: не везде избавились от эксплуататоров, не везде научились делать машины, не везде умеют правильно обрабатывать поля. А кое-где земли слишком мало или она так плоха, что обычные знания не помогают крестьянам.

Земледелие — это тонкое искусство и вместе с тем тяжелый труд, причем труд не всегда благодарный. Каким бы умелым ни был земледелец, как много ни работал бы, он очень во многом зависит от природы, от случайностей, от не подвластных человеку стихий. На посевы могут неожиданно напасть вредители и болезни, их может посечь град, погубить суховей. Заморозки, засуха, сильные дожди не ко времени — как бороться с этими бедами?

Вот почему в народе все не умирает мечта о скатерти-самобранке.

Вот почему многие ученые считают одной из важнейших задач науки — изучение тайны хлорофилла. А выдающийся французский физик Фредерик Жолио-Кюри, посвятивший свою жизнь изучению атома и заключенной в нем энергии, говорил, что овладение процессом фотосинтеза — дело более важное чем даже получение ядерной энергии.

Раскрыть до конца секрет зеленого листа — все равно что овладеть сказочной скатертью-самобранкой. Это освободит человека от вековечного страха перед непогодой и неурожаем, он перестанет зависеть от стихий, царь Голод никогда не посмеет грозить ему своим костлявым кулаком.

К. А. Тимирязев, когда он говорил о хлорофилловом зерне, не мог оставаться спокойным. Он увлекался, загорался, его фантазия расправляла крылья, и перед читателем или слушателем возникала яркая, прямо-таки реальная картина будущего. Того будущего, о котором ученый мечтал и в которое страстно верил… Вчитайся внимательно в эти строки. Они принадлежат не писателю-фантасту, а щепетильному ученому Тимирязеву, для которого простенький, серенький, но точный научный факт неизмеримо дороже любой, самой красивой выдумки.

«…Физиологи выяснят в малейших подробностях явления, совершающиеся в хлорофилловом зерне, химики разъяснят и воспроизведут вне организма его процессы синтеза, имеющие результатом образование сложнейших органических тел, углеводов и белков, исходя из углекислоты; физики дадут теорию фотохимических явлений и выгоднейшей утилизации солнечной энергии в химических процессах; а когда все будет сделано, то есть разъяснено, тогда явится находчивый изобретатель и предложит изумленному миру аппарат, подражающий хлорофилловому зерну: с одного конца получающий даровой воздух и солнечный свет, а с другого — подающий печеные хлебы».

Такова мечта ученого или, если угодно, программа, план научных исследований на многие годы вперед. Таков ответ науки на вопрос о том, стоит ли тратить столько времени и сил на изучение и уточнение всех, даже мельчайших, подробностей фотосинтеза.

ПОМОЩНИЦА ЗЕМЛЕДЕЛЬЦА

Итак, теперь известно, где лежит скатерть-самобранка: в хлорофилловом зерне. Но химия пока не знает (и, видно, не скоро будет знать), что происходит в листе, не знает, как создать аппарат, изготовляющий из воздуха, солнечного света и солей печеные хлебы.

Значит, химия не может пока дать изобилие продовольствия, и человек по-прежнему будет зависеть от своевольной природы? У кого же искать ему помощи и защиты в ожидании, когда химия сделает сказочную скатерку явью?

У той же самой химии. Она все-таки уже многое может сделать. Только не одна, а с помощью растений. Впрочем, почему «может»? Она уже сегодня, засучив рукава, помогает нашему сельскому хозяйству. Удобрения, приготовленные на химических заводах, намного увеличивают урожаи. Гербициды (ядовитые вещества, убивающие сорные травы) избавляют земледельцев от изнурительной ручной работы — прополки посевов. Следовательно, каждый колхозник и рабочий совхоза может обрабатывать большой участок поля и собирать больше зерна или кормов.

Химия сегодня учится разгонять над полями тучи или, наоборот, вызывать дождь, останавливать надвигающиеся на посевы и сады пески и улучшать строение почвы, сокращать сроки созревания плодов и превращать в великанов самые обыкновенные растения.

Она умеет делать многое другое. Вот, например, борьба с вредителями. Давний враг земледельцев — саранча — все еще носится над полями некоторых стран огромными тучами. Одна такая туча весит 50-100 тысяч тонн. Ежедневно каждое насекомое пожирает столько пищи, сколько весит само. Когда туча саранчи опускается на поле, луг или сад, остается голая, как после пожара, земля. Избавить земледельца от этого страшного врага пока может лишь беспощадная химическая война.

Немало у человека и других жадных, прожорливых нахлебников. Они съедают такое количество зерна, которого хватило бы, чтобы прокормить более ста миллионов людей. А если бы удалось уничтожить хотя бы большую часть (всех уничтожить невозможно, а может быть, и не нужно) комаров, оводов, глистов, клещей, мошкару и других паразитов, от нападения которых домашние животные теряют аппетит, худеют, заболевают и даже гибнут? Если бы это удалось сделать, можно было бы уже сегодня удовлетворить потребности всего населения нашей планеты в мясе, молоке, яйцах и других продуктах животноводства. И здесь все с надеждой оглядываются на химиков, ожидая от них помощи.

Но и это еще не все. Химики и биологи, изучив, как питаются растения, стали рассуждать о том… Впрочем, давай мы тоже порассуждаем и подумаем.

Что дает растениям природа, и что им нужно, чтобы они жили, развивались и давали плоды? Мы это хорошо знаем: свет, тепло, воздух, земля и вода.

Почему случаются неурожаи и недороды? Во-первых, потому, что растения были посажены на плохой, бедной земле — в ней мало питательных солей. Во-вторых, потому, что была засуха и им не хватало воды. В-третьих, растениям недоставало тепла, и они плохо развивались. Вот и все. Света и воздуха (углекислого газа) обычно хватает всем растениям.

Может ли человек помочь тем бедам, которые выпадают на долю зеленых обитателей полей и огородов? Конечно Нынешняя химия может вырабатывать все необходимые растениям соли. Потом эти соли (удобрения) разбрасывают на поле или на грядках. Добыть для растений воду — тоже вполне разрешимая проблема. Издавна человек подводил ее из рек по каналам. Сейчас он начал выкачивать ее из-под земли, сооружать опреснительные установки, чтобы превращать соленую морскую воду в пригодную для сельскохозяйственных целей. Тепло? Вспомним теплицы, оранжереи, парники. Даже имеющиеся в природе в достатке свет и углекислоту человек может получать искусственно и снабжать ими растения, если они в этом нуждаются.

НЕЛЕПЫЙ ВЫВОД

Что же получается? Человек сегодня может (и он это делает), выработать и добыть все, что необходимо для жизни растений и, следовательно, для фотосинтеза, для производства питательных веществ. Он не умеет только соединить все это — углекислоту, свет, воду, соли — воедино, в новые вещества, в крахмал, белок, жиры. И как он поступает? Очень странно. Почти как ребенок, у которого в руках оказались разобранные часы. Не умея их собрать, он не отдает их мастеру, а одно колесико превращает в волчок, из других делает трактор, а остальные колесики и винтики теряет и разбрасывает.

Имея в руках удобрения, человек не отдает их «мастеру», не кормит ими растения, а разбрасывает по полю. Это называется удобрять почву. Но хорошо известно: растение использует только часть этих солей, то, до чего оно сможет дотянуться корнями. Остальное либо вымоется дождями, либо будет съедено сорняками, либо вступит в соединение с другими веществами почвы, разрушится, образует негодные для питания растений соли. Подобным образом человек распоряжается и водой: он не поит растения, а поливает почву. В результате вода испаряется, просачивается в земные глубины, а растения довольствуются только остатками.

Так было всегда: удобряли почву, поливали почву, даже подогревали почву в теплицах и парниках. А растение, для которого предназначалось все это, пользовалось лишь тем, что случайно оказывалось в небольшом комке земли, обнятом, словно тонкими руками, неподвижными его корнями.

Так было всегда… Однако если всегда поступали плохо, это не значит, что нужно поступать так же плохо и впредь.

А как сделать лучше? Ходить по полю и поливать, подкармливать каждое растение отдельно? Это невыполнимо, да и результат будет почти тот же: все равно будем поливать и удобрять почву. А растению ни поле, ни почва не нужны, ему нужны растворы солей.

Вывод, который неминуемо вытекает из наших рассуждений, таков: лучше всего вообще отказаться от почвы, в которой теряется столько удобрений и воды, в которой гнездятся вредители и болезни. Надо переселить растения на химические заводы и превратить зеленый лист в одно из главных заводских производств — в цех сборки продуктов питания из выработанных в других цехах и взятых у природы «колесиков и винтиков» — солей, углекислоты, воды, света, тепла. Иначе говоря, отказаться от земледелия и заменить его новой отраслью народного хозяйства — так сказать, растениеводческой промышленностью.

Вывод этот настолько противоречит сложившимся в течение веков представлениям, что кажется сущей нелепицей. Хочется возражать, опровергать, искать в наших рассуждениях ошибки и неточности. По-видимому, и неточности и ошибки можно найти. Следовательно, можно поставить под сомнение и правильность вывода. Однако самым лучшим способом проверки любых рассуждений и сделанных на их основании теоретических выводов является практика, жизнь. Вот к практике мы и обратимся.

БЕСПОЧВЕННОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

Идея беспочвенного земледелия родилась не сегодня. Еще в древности пытались выращивать растения не в земле, а на водных растворах солей. Этому методу потом было придумано даже специальное название — гидропоника, что в переводе с греческого означает «воды работа». Но широкого развития гидропоника в те времена не получила: не все соли, нужные растению, умели тогда вырабатывать, да и стоили они дорого.

Лет 250 назад, когда благодаря успехам химии удобрения сделались дешевле, гидропоникой начали заниматься серьезнее. Тогда же ее стали применять в Англии — здесь, на густо заселенном острове, издавна не хватало земли для земледелия, и ее недостаток пытались восполнить с помощью водных растворов.

Позднее, в конце прошлого — начале нынешнего столетия, гидропоникой стали усиленно заниматься и в России. Сам Тимирязев, приехав на Нижегородскую выставку, демонстрировал опыты по выращиванию растений на питательных растворах. Много труда вложил в новое дело и другой русский ученый — профессор Арциховский. Но эти работы не вышли за стены лабораторий: удобрений в России выпускалось мало.

Исследования продолжались. В 1939 году ученые Ленинградского университета, изучив «вкусы» и «склонности» растений, начали работать над такими методами гидропоники, которые можно было бы применять для выращивания большого количества растений, то есть в производстве. А через несколько лет, когда на подступах к Ленинграду гремели немецкие пушки и наши войска занимали оборону в Петергофе (здесь-то как раз и проводили эти опыты), лабораторные исследования принесли первую практическую пользу: ученые накормили наших бойцов огурцами и помидорами, выращенными без почвы.

Шли годы. Закончилась война. На развалинах поднялись новые дома, фабрики и заводы. Наша химическая промышленность стала выпускать много удобрений. А о гидропонике как-то забыли. Было много других важных дел. Да и неподкупная, суровая наука — математика — не очень благоволила к гидропонике. Расчеты показали: экономически гораздо выгоднее разбросать удобрения на поле, чем сооружать специальную установку для выращивания растений на растворах. Хотя часть удобрений и пропадет, но в поле растение питается ведь не только ими. Оно добывает немало солей, содержащихся в самой почве. А это даровые соли! Что же касается расходов на воду, то поля обычно не поливают. Значит, и расхода никакого нет.

Так, может быть, гидропонные установки смогут конкурировать с грядками и огородами? Овощи требуют много удобрений и воды. Снова взялась за дело математика — подсчитала, сравнила. Нет, все равно невыгодно.

Вот ведь как практика расходится с теорией! То, что в отвлеченных рассуждениях казалось хорошим, правильным и неизбежным (отказ от почвы), в жизни оказалось дорогим, невыгодным и, следовательно, неприемлемым. Кто же будет покупать помидоры, хоть и гидропонные, если они так же дороги, как, допустим, выращенные в теплицах!.. Да, в теплицах… Кстати, а сравнивал ли кто-либо гидропонный помидор с тепличным? Нет? Тогда надо скорее это сделать!

И тут математика сменила гнев на милость. Конечно же, гидропоника выгоднее, удобнее, лучше. Земля в обычных теплицах доставляет много неприятностей. Ее нужно обязательно менять через 1–2 года. Часто, особенно в крупных городах, ее приходится возить за десятки километров. Почву в теплицах обрабатывают, в основном, вручную — ведь не затащишь под стеклянную крышу огромный трактор! Борьба с болезнями, прополка сорняков, внесение удобрений, полив — все это тоже расходы, и не малые. А растворы сразу решают все проблемы и трудности.

И гидропоника, поддержанная математикой, стала врываться в одну теплицу за другой, выбрасывать оттуда почву и занимать ее место. О гидропонике заговорили всюду — в больших городах и маленьких деревеньках, на севере и на юге, на космодромах и на океанских кораблях.

Но как выглядит гидропоника на деле? Что, огурцы и помидоры выращивают в бутылках и банках? Нет. Но все-таки в посуде. Эта посуда напоминает корыто, только огромное. И сделано оно из бетона. Сооружают такое корыто в обычной теплице — там, куда раньше насыпали землю.

По дну прокладывают трубу с отверстиями. А поверх трубы в корыто насыпают слоем в 20 сантиметров мелкие камни — гравий, либо гальку, либо щебенку. Вот и все главные части гидропонной установки.

Гидропонная установка.

Работает она так. Растения высаживают в гравий точно так же, как в землю. Приготовляют из удобрений питательный раствор и наливают в установленную на возвышении цистерну с краном. Если открыть этот кран, раствор хлынет в трубу с отверстиями, вытечет через них и заполнит корыто, смачивая гравий и корни растений. Затем через ту же дырявую трубу раствор спускают в запасной бак, а потом перекачивают назад, в цистерну. Тем временем корни растения обсасывают, облизывают влажные камни. Этого занятия им хватает часов на шесть — восемь. Значит, примерно через это время надо снова заполнить корыто и смочить корни. Получается, что за сутки кран на цистерне надо открывать раза три — четыре, самое большее — пять.

И все. Не нужны ни рыхление (гравий и так рыхлый, в нем свободно гуляет воздух), ни прополка (сорняков не сажали — откуда им взяться на голых камнях?), ни подкормка, ни поливка. Все, что нужно растениям, делает вода. Вода же борется с болезнетворными микробами, если они вдруг заведутся на камнях: после уборки урожая корыто несколько раз заполняется не питательным, а дезинфицирующим раствором. Нет, недаром гидропоника означает «воды работа». Человеку делать нечего.

Правда, приходится открывать кран на цистерне. Но если поставить сюда автомат, он вполне справится с такой задачей. Автоматам можно поручить и приготовление свежего раствора, и перекачку его из запасного бака в цистерну.

Но заглядывать в теплицу надо все-таки почаще, иначе можно прозевать урожай. Оказывается, в гидропонной теплице растения развиваются в полтора-два раза быстрее, чем обычно. За год собирают по шесть урожаев помидоров и двадцать урожаев редиски. Да какие урожаи! В обычных условиях помидоры не дают больше 300 центнеров с гектара. А на камнях урожаи увеличились в 50 раз — до 15 000 центнеров! И что особенно удивительно; качество этих помидоров не только не хуже «обычных», но даже лучше. В них в три раза больше сахара и витаминов, гораздо меньше вредных для человеческого организма кислот!

Но и это не предел. Сейчас ученые создают автоматы, которые будут выполнять приказания растений и создавать для их развития самые лучшие условия. Это не фантазия. Растения все время говорят, а порой прямо-таки кричат о том, что им не нравится, чего они хотят, что им полезно или вредно. И вкусы у них самые разные. Одни из них любят поспать в темноте, свет им мешает. Другим, наоборот, нравится подолгу нежиться в лучах солнца или электрической лампы; им мало и десятичасового освещения в сутки. Язык растений довольно красноречив: утром, когда они просыпаются и требуют света, они начинают энергично испарять воду и расправлять листья. Вечером, когда слишком долго не гасят свет, а им пора спать, растения уменьшают испарение и складывают, сворачивают листья. Если, наоборот, свет погасили слишком рано, растения продолжают сильно испарять воду, как бы говоря: «Дайте лучей, фотосинтез в хлорофилловом зерне еще не закончен, рабочий день продолжается!».

Услышать эти немые возгласы не так трудно. Надо на лист прикрепить крошечный гидродатчик — приборчик, который будет следить за интенсивностью испарения и передавать сигналы на автомат, ведающий освещением. И получится, что растение, просыпаясь и увеличивая испарение, будет само (с помощью гидродатчика и автомата) включать свет, а засыпая, будет выключать его.

Самостоятельно оно будет заказывать себе обед: мало в растворе солей калия — пожелтеют края листьев; недостает азота — лист побледнеет; нужна добавка магния — и пойдут по листу желтые пятна. И так далее. Фотоэлектронный прибор, заметив сигнал, передаст его автомату, а тот даст команду дозирующим аппаратам: немедленно выполнить заказ — добавить в питательный раствор тех или иных солей.

Точно так же автоматы будут следить, не холодно ли или не жарко ли растениям, достаточна ли влажность воздуха. Они насытят воздух углекислотой, чтобы зеленому листу легче было ее искать. Все желания растений будут удовлетворяться сразу же, по первому требованию. И растение, как бы в благодарность за это, станет работать изо всех своих сил. Вот тогда-то, считают ученые, урожаи, например, помидоров увеличатся еще по крайней мере в полтора-два раза и достигнут невероятной цифры: 20000-30000 центнеров с гектара! Намного увеличат свои и без того фантастические урожаи гидропонные огурцы, лук, перец, редиска, капуста, баклажаны.

Не правда ли, все то, о чем мы сейчас говорили, очень мало напоминает земледелие? Теплица будущего — это ведь настоящий высокоавтоматизированный цех современного завода, где с помощью зеленого листа из солей, углекислоты, воды и лучей света производится «сборка овощей». Может быть, наш нелепый вывод о необходимости отказаться от почвы не такой уж нелепый?..

СМЕТАЯ ПРЕГРАДЫ

Но вернемся из будущего, хотя и не слишком отдаленного, в настоящее. Пока под гидропонику переоборудовано не много теплиц. Однако она, как весенняя вода, постепенно прокладывает себе дорогу, преодолевая препятствия. Сначала, чтобы сократить расходы на обогрев теплиц, их сооружали около крупных заводов, электростанций — там, где было много лишней горячей воды.

Установка для беспочвенного питания.

В последнее время попробовали обогревать теплицы природным газом: вдоль стен прокладывают трубы-горелки с отверстиями, пускают газ и поджигают. Голубые язычки пламени не только согревают воздух в теплице, но и увлажняют его и, самое главное, «удобряют» углекислотой — ее становится почти в десять раз больше. Отопление газом оказалось и дешевым и урожайным — овощей стали собирать в полтора раза больше!

Значит, одно из препятствий на пути гидропоники (дороговизна тепла) пало. Теперь она может идти в любой город, в котором есть газ, и особенно на север, где так велика нужда в овощах. Ведь свои овощи созреть там не всегда успевают, возить с юга эту скоропортящуюся да еще состоящую на 90 процентов из воды продукцию не выгодно. А один квадратный метр гидропонной теплицы способен круглый год кормить свежими овощами одного человека.

Второе препятствие, на которое издавна наталкивалась гидропоника, — это сама теплица. Стеклянные стены и потолки — штука тяжелая. Приходилось делать прочные рамы, ставить крепкие столбы и балки, сооружать надежные фундаменты. Химия нанесла удар и по этому — стеклянному — препятствию: она предложила покрывать теплицы тонкой, толщиной в лезвие бритвы, прозрачной пленкой. Теперь каркасы могут быть простыми и легкими, не нужны массивные фундаменты. А вся теплица становится в 10–12 раз дешевле. Такую теплицу может построить каждый совхоз, колхоз, даже школа.

Второй удар по этой же стеклянной преграде последовал совершенно с неожиданной стороны. Его нанесли овощеводы юга. Они просто… не стали строить теплиц, а решили сооружать бетонные корыта прямо на открытом воздухе. Конечно, зимой в них трудно что-либо вырастить. Но зато летнее тепло и солнце используются сполна. Армянский ученый Давтян успевает выращивать на своих гидропонных плантациях три урожая в год! Попробовали сделать то же самое и в Крыму, в совхозе «Горный», приютившемся на каменистых бесплодных склонах гор у Ялты. И опять гидропоника совершила невероятное: каждый квадратный метр бетонного, корыта стал давать по 40 килограммов помидоров, огурцов, перца, баклажанов. Иными словами, один гектар голых камней заменил совхозу 40 гектаров плодородной земли!

Гидропоника, выйдя из-под стеклянных сводов, стала завоевывать все новые области применения. В Соединенных Штатах Америки, например, ее испытали на картофеле. Выросли отменные клубни. Урожай — 200 тонн с гектара!

Но у беспочвенного растениеводства осталось еще одно уязвимое место — тяжелое и дорогое бетонное корыто. Бетон часто трескается, и тогда теряется много раствора. Опять лишний расход. И здесь химия помогла своему детищу — гидропонике. Она дала овощеводам полиэтилен — легкий, прочный и сравнительно недорогой материал. Корыта из него будут безотказно служить лет пять — десять.

Это всегда так: новый материал открывает новые технические возможности. Американские поклонники гидропоники, получив в свое распоряжение полиэтилен, заявили, что теперь на питательных растворах можно выращивать… виноград.

Уже, конечно, не в корыте, а в толстой пластиковой трубе. Делается это так. Специальная машина, нагруженная побегами винограда, движется вдоль трубы и втыкает в нее эти побеги. Потом в трубу подается раствор — и виноград растет. Когда урожай созреет, другая машина отправляется вдоль трубы. Она выдергивает побеги, отделяет гроздья и собирает их в бункер.

Лиха беда — начало! Ученых уже одолевает новая забота: ведь в корытах по-прежнему остается тяжелый гравий. Вот если бы и его заменить чем-нибудь легким… Профессор Ленинградского университета В. В. Чесноков предложил вместо гравия применять самый легкий и самый доступный материал на свете — воздух. Да, да, это не шутка. Он решил выращивать растения не в гравии, а именно в воздухе. Вместе со своими помощниками он работал над этой проблемой несколько лет. И в конце концов в своей лаборатории в Петергофе, там, где когда-то наши бойцы, отбивавшиеся от наседавших немцев, лакомились в первый раз гидропонными помидорами и огурцами, профессор стал угощать гостей овощами, выращенными «между небом и землей».

Его изобретение настолько же простое, насколько и оригинальное. Берут небольшие полиэтиленовые стаканы, сплошь изрешеченные отверстиями. В них насыпают горсть гравия и сажают растения. Стаканы укрепляют на легкой подставке над желобом из тонкой пленки. Никакого корыта нет и в помине. Вдоль подставки около стаканов проходит трубка для питательного раствора. Отростки ее ведут к каждому стакану.

Установка готова к работе.

Раствор, который подается по трубке через небольшие промежутки времени, попадает через отростки в стаканы, смачивает гравий и стекает в желоб. Растения развиваются, причем очень быстро. Вскоре их корни показываются в отверстиях стаканов, разрастаются, ветвятся и длинными белыми бородами свешиваются в воздухе. А раствор по-прежнему маленькими порциями подается по трубке в стаканы и медленно стекает по гравию, по корням в желоб. Пока стекает, растение успевает «прихлебнуть». А там уже и новая порция подоспела. И так без конца, пока растение не покроется зрелыми плодами.

Этот метод имеет еще одно достоинство: растения совершенно безболезненно можно передвигать, увеличивать или уменьшать между ними расстояния, переносить на другие установки.

С таким удобством ни земледелие, ни «старая» гидропоника знакомы не были…

НЕДОПУСТИМАЯ ТОЧКА

А теперь пора подвести итоги и вернуться к нашим теоретическим рассуждениям. Гидропоника особенно выгодна и удобна в крупных городах, на севере, в пустынях, в бесплодных горах. Она решительно ломает наши представления об овощеводстве, так как позволяет получать урожаи на крышах заводов, внутри многоэтажных зданий, в подвалах, глубоко под землей — везде, хоть на Луне! А почему бы гидропоникой не заинтересоваться морякам? Уйдет атомная подводная лодка в поход на несколько месяцев, но экипаж не будет ощущать недостатка в свежих овощах: урожай созреет даже на дне морском. Кроме того, растения будут очищать воздух подводного корабля от углекислоты и обогащать кислородом.

Итак, есть все основания предполагать, что в будущем овощеводство откажется от возделывания почвы и превратится в овощеводческую промышленность.

В полеводстве и садоводстве гидропоника пока не добилась успехов. Приходится признать, что наш вывод о целесообразности создания растениеводческой индустрии не годится для этих отраслей земледелия. Слишком дешевую дают они продукцию. Гидропоника не может соперничать с ними в производстве зерна, кормов, технических культур, фруктов. Ее удел — выращивание овощей…

Схема установки для непрерывного получения хлореллы.

Поставил я после слова «овощей» точку. Дескать, все, конец: доказано и утверждено, что волшебнице-химии и ее дочери гидропонике не по силам бороться со старым, проверенным веками земледелием. Посидел, подумал — и добавил еще две точки. Получилось три. Они, наверное, должны были означать сомнения, колебания, размышления… В самом деле, как же «все», как же «конец», когда мы знаем о дерзких попытках гидропоники проникнуть в виноградарство? А ведь это отрасль садоводства!

Почему же «конец», когда уже несколько лет во многих колхозах и совхозах на упрощенных гидропонных установках выращивают зеленый корм для животных? И, как ни удивительно, это оказывается выгодным. Впрочем, если разобраться, то и удивляться нечему: гидропоника дает до 60 урожаев зелени в год, или, другими словами, 300000 центнеров зеленых витаминных кормов с гектара! Сейчас ученые попробовали растить на растворах хлопок. И тоже получили сказочные урожаи. Уже после первых опытов специалисты говорят, что гидропоника открывает перед хлопководством невиданные перспективы. А ведь это — отрасли полеводства!

Клетки хлореллы (ув. в 400 раз).

Потом родилось еще такое сомнение. Почему, собственно, гидропоника обязательно должна идти по проторенной дорожке и выращивать только те растения, которые использует древнее почвенное земледелие? Разве у нее не могут появиться новые, свои собственные культуры, более выгодные, чем пшеница, рис, подсолнечник?

В этом нет ничего невероятного. Наоборот. Уже даже сделаны первые шаги в этом направлении. Вот, скажем, всем известная микроскопическая, не видимая простым глазом зеленая водоросль — хлорелла. Для ее выращивания используют, по сути дела, гидропонный метод. Примерно в такие же корыта наливают почти такой же питательный раствор и поселяют сюда сотню-другую водорослей-невидимок. Через несколько дней вода в корыте становится зеленой: хлорелла очень быстро размножается. Теперь, чтобы дать водоросли больше материала для фотосинтеза, надо продувать раствор углекислым газом. И только успевай собирать «урожай», вычерпывать зеленую кашу — водоросль теперь все время будет стремительно размножаться. За год получают почти 1000 центнеров хлореллы в сухом виде! А в наилучших условиях она способна дать продукции раза в три больше. Выходит, что хлорелла в тридцать раз урожайнее пшеницы!

Что же представляет собой эта зеленая каша? В ней, в зависимости от условий выращивания, может содержаться почти 90 процентов белков (в пшенице и фасоли — не больше 30!), либо около 80 процентов жиров (в подсолнечнике — 25, в конопле — 35 процентов!), либо 40 процентов крахмала и сахара (в соке сахарного тростника и свеклы сахара не более 20 процентов!). В трех килограммах хлореллы содержится столько витаминов, что их хватит человеку на целый месяц… Нет, в земледелии, ведущем в течение многих тысячелетий непрерывные поиски наиболее урожайных культур, о таком растении никогда и не слыхивали!

Недаром хлореллу шутливо называют «пищей богов»: она имеет все данные для того, чтобы отправиться в космос и обеспечивать питательными веществами космонавтов.

Правда, хлорелла в натуральном виде не очень вкусна. А вот пряники из смеси хлореллы с пшеничной мукой получаются отличные. Возможно, из хлореллы научатся делать вкусные блюда, так же как научились приготовлять множество вкусных вещей из «чертова яблока», как крестьяне называли картошку, когда ее впервые привезли в Россию и почти насильно заставляли сажать и есть…

С каждым своим шагом, с каждым годом гидропоника обретает все новые силы. Во многом она начинает напоминать сказочную скатерть-самобранку. Кто же сейчас рискнет утверждать, что она не вторгнется в недоступные пока области и не потеснит полеводство или садоводство? Гидропоника еще не сказала своего решительного, а тем более последнего слова.

КОРОВА В КОЛБЕ

Кому что нравится. — Почему не поговорить о вкусах? — Размышления за столом. — Моределие. — В обход зеленой крепости. — Масло из угля. — Сахарная пустота. — Сладкие дрова. — Кто съел дорогу? — Хижина Эмиля Фишера. — Вкусный газ. — «Кирпичи» на обед. — Химик на кухне. — Конец гастрономической поэзии.

ГОЛОДНЫЙ «РАЙ»

Когда радушные хозяева, встречая тебя как дорогого гостя, ставят на стол самые лакомые блюда, надо их есть, иначе хозяева могут подумать, что тебе не нравится, как приготовлена еда, и очень обидятся. Это в общем-то неплохое правило порой превращается в тяжелое испытание. Особенно для тех, кто попадает в дальние страны.

Если тебе придется отправляться в путешествие по свету, имей это в виду и запасись мужеством. Самые острые ощущения ожидают тебя в сказочных южных странах. В Западной Африке, например, тебя обязательно пригласят полакомиться гигантской (в кулак величиной!) улиткой… Морщиться нельзя! Надо есть да похваливать.

По дороге в глубь континента тебе не раз придется останавливаться в маленьких деревушках, приютившихся где-нибудь на берегу реки, окруженных непролазными джунглями. Здесь под деревьями, увешанными ароматными диковинными плодами, тебя угостят аппетитными кусками крокодильего хвоста. Не вздумай отказываться: посмотри, с каким наслаждением уплетают этот деликатес все участники пиршества!

Вот и Конго. Новые твои друзья конголезцы сразу же поведут тебя на шумный, пестрый, залитый ослепительным солнцем рынок. Они будут долго торговаться с горластым полуголым парнем, а он станет уговаривать их и горячо доказывать, что таких свежих, жирных, черных, волосатых гусениц нет больше ни у кого на всем базаре. В конце концов твои друзья махнут рукой на дороговизну и купят для праздничного обеда в твою честь несколько пригоршней самых отборных гусениц.

Но если ты попадешь на красивый зеленый остров Борнео, ты узнаешь от местных жителей, что самое вкусное блюдо на свете вовсе не улитки, не хвост крокодила и даже не черные гусеницы, а рагу из маленьких древесных пиявок. В Китае тебя будут убеждать, что нет лучшего лакомства, чем тухлые яйца черепахи и суп из «ласточкиных гнезд». Многие индейцы предпочтут всему этому вареных муравьев. А бедуины, кочующие по раскаленной Аравийской пустыне, подадут к столу деликатес из жареной саранчи и, может быть, расскажут, между прочим, о своих столкновениях с участниками экспедиций, которые приезжают сюда, чтобы уничтожить это вкусное насекомое…

Узнав о столь оригинальных пристрастиях жителей многих тропических стран, некоторые люди презрительно и брезгливо усмехаются, а другие недоуменно пожимают плечами:

— Ну что ж, о вкусах не спорят…

Эта поговорка означает: вкусы — такая непонятная штука, что и рассуждать о них не стоит. Одному нравятся вареники с творогом, другому — вареные муравьи.

Мы с тобой не будем брезгливо усмехаться и пожимать плечами. А попробуем разобраться в этих странных вкусах. Не может быть, чтобы они появились просто так, без всякой причины.

Начнем с нашего обеденного стола, с наших вкусов. Что мы едим? Главным образом хлеб, суп, кашу, разные овощные и мучные блюда, фрукты — то, что дают нам растения. В них содержатся все питательные вещества: крахмал, сахар, белки и жиры. Казалось бы, что еще нужно? Но если в нашей пище долго нет мяса, яиц, рыбы, молока и других продуктов животного происхождения, нам начинает явно чего-то не хватать. Это кажется странным. Ведь давно известно, что ни в мясе, ни в яйцах никаких особых питательных веществ нет: они состоят в основном из белков.

Может, дело в самих белках, может, они какие-нибудь «не такие»? В этом, оказывается, и заключается причина. В животных продуктах белки особенные. Они очень нужны организму для строительства наших мышц, крови, внутренних органов, кожи. И обходиться без мяса, рыбы, молока, яиц человек долго не может.

Когда же все-таки приходится обходиться, организм, хотя ему и дают растительную пищу, начинает голодать. Человек как будто бы и сыт, но он все-таки голодает — вот какое получается странное положение! Замаскированный голод действует коварно, исподтишка, и в этом его особая опасность. Что за опасность, можно узнать в странах с теплым, мягким климатом, плодородными почвами и богатейшей, прямо-таки райской растительностью — в Африке, Южной Америке и Южной Азии. Трудно поверить, но это так. Именно здесь свирепствует сейчас голод более всего.

В этих странах, долгое время находившихся под иностранным игом, нет своей промышленности, — значит, нет машин, нет развитого сельского хозяйства. Поля там обрабатывают не тракторами, а все еще с помощью волов, лошадей, буйволов. Часто — вручную. Конечно, минеральных удобрений, химических веществ для борьбы с сорняками и вредителями почти не применяют. И урожаи получаются маленькие, их едва-едва хватает, чтоб прокормиться самому крестьянину. А уж о выкармливании животных на мясо и говорить не приходится.

Люди из года в год едят одно и то же: лепешки, овощи, разные съедобные травы и коренья, фрукты. Но не знают вкуса мяса, молока, рыбы. И голод медленно, незаметно истощает, ослабляет сильных и крепких людей, подтачивает их здоровье. Особенно опасно белковое голодание детям: они плохо растут, болеют, а порой и умирают. Вот поэтому в «райских» странах, там, где растут бананы, апельсины и финики, появились странные обычаи и привычки — есть насекомых и червей: люди инстинктивно, даже не понимая этого, старались обогатить свою пищу хоть какими-нибудь животными белками.

Конечно, это очень мало помогает бороться с белковым голоданием. Здесь нужно развитое механизированное сельское хозяйство. Только тогда можно будет иметь много зерна, силоса, сена, можно будет разводить коров, свиней, птиц и получать много дешевой животной пищи.

Эта хорошая и правильная мысль, к сожалению, оказалась неосуществимой мечтой. Ведь для того, чтобы создать сильное, современное сельское хозяйство, нужно сначала, как было сделано в нашей стране, создать сильную промышленность — заводы, которые будут плавить металл, выпускать тракторы, комбайны и другие машины, вырабатывать удобрения. Но чтобы создать все это в отсталых южных странах, потребуется, по подсчетам ученых, ни много ни мало — 40–50 лет. За такой промежуток времени людей в этих странах станет в два раза больше. Значит, и продовольствия им нужно будет в два раза больше! И снова нужно будет строить новые заводы, а потом развивать сельское хозяйство…

Нет, сельское хозяйство развивается слишком медленно, и ему нелегко угнаться за быстрым в отсталых странах ростом населения. Надо найти другой выход, который поможет населению этих стран покончить с недостатком животных белков как можно скорее.

КОРЗИНА ВЕЛИЧИНОЙ С ОКЕАН

Легко сказать: «Нужно найти другой выход». А где его искать?

— В море, — подсказывают зоологи и ботаники.

Моря и океаны человек еще не научился хорошо использовать. А между тем это огромные корзины со съестными припасами: самой разнообразной рыбой, икрой, ценными морскими растениями. Из водорослей в Японии, например, делают «кукурузные хлопья» и «хрустящий картофель». И хотя «хлопья» получаются зеленого цвета и пахнут йодом, а «картофель» черен почти как сажа, — оба эти блюда очень вкусны и питательны. Из огромных «листьев» морской капусты (ширина полметра, длина — 5 метров) на Дальнем Востоке умеют приготавливать более трехсот блюд…

Океанская продовольственная корзина каждый год пополняется десятками миллиардов тонн пищевых продуктов. Это неизмеримо больше, чем дает человеку сельское хозяйство всего мира. А берем мы из этой корзины ничтожную долю — менее ста миллионов тонн.

Но человек может заставить океан производить пищи еще больше, и именно той, какая ему особенно нужна. Почему бы людям не заняться «морским скотоводством», почему не одомашнить таких животных, как морж или ламантин? Ламантин достигает в длину семи метров и может дать много «морской говядины». А живой корабль океанов — кит? Питаясь одним планктоном — «кашей» из мелких морских животных и водорослей, он за короткий срок нагуливает десятки тонн мяса, жира и костей. Вот если бы и его можно было приручить!

Знатоки моря рисуют такую картину будущего. «Ковбои» с аквалангами «объезжают» свое подводное хозяйство.

По дну ползают тракторы с плугами — идет морская пахота. Для чего это нужно? Дно океана — это толстый слой богатых удобрений, образовавшихся за многие века из остатков животных и растений. Эти залежавшиеся питательные вещества надо лишь взрыхлить, взмутить, поднять в воду. И тогда быстро начнет размножаться планктон, откармливаться рыба. Время от времени дно придется пропалывать, освобождать от сорняков и вредителей — главным образом от морских звезд, которые пожирают в четыре раза больше пищи, чем съедобные рыбы.

В морском земледелии — моределии — нельзя будет обойтись без комбайнов. Вот один ползает по дну, скашивает морскую капусту и другие водоросли, из которых тут же, под водой, изготовляются вкусные консервы. Другие комбайны вовсе необычны на вид. В передней их части огромная, как пасть кита, воронка. В нее засасывается вода вместе с зеленоватой кашицей планктона. Внутри комбайна планктон отцеживается, и из него приготовляется пищевой концентрат (и для людей, и для животных), содержащий много витаминов, жиров, белков.

Конечно, эти планы заманчивы. Возможно, в будущем они осуществятся. Океан покорится человеку.

Но когда это еще будет?.. Ведь каждому ясно, что если нельзя быстро развить отсталое сельское хозяйство на земле, то тем более невозможно наладить в короткое время производство продовольствия на дне морском. Так что пока остается одно: пользоваться тем, что море дарит нам само.

В ПОХОД ЗА ЖИРНЫМ И СЛАДКИМ!

А тем временем, пока зоологи и ботаники ныряли в батискафах в морские глубины, добывали со дна образцы ила и обитателей дна, определяли возраст китов и скорость их роста, подсчитывали запасы рыбы в океане, за плотно закрытыми дверями лабораторий (чтобы никто не мешал!) химики продолжали свои долгие, изнурительные, полные неожиданностей походы в недра вещества. Натолкнувшись на непреодолимую зеленую крепость хлорофилла, они оставили для ведения планомерной осады лишь часть своих боевых отрядов. Остальные «химические силы» отошли и двинулись в обход в поисках других дорог.

Там, на иных путях к будущему, уже не первый год действовала научная разведка. Еще лет сто назад знаменитый французский химик Марселен Бертло после долгих поисков набрел на химическую реакцию, в результате которой ему удалось, нагревая в запаянных трубках смесь глицерина с жирными кислотами, получить первый настоящий искусственный жир. Вслед за ним русский академик Н. Д. Зелинский нашел способ превращать в жиры черную «кровь земли» — нефть.

Итак, материал, необходимый, по выражению Зелинского, «для поддержания жизненной энергии человека», можно получать не только из растений и животных, не только с помощью хлорофиллового зерна, но и просто в пробирке! Однако одно дело — пробирка, другое — завод. То, что возможно в лаборатории, часто невозможно или невыгодно в цехе. Как вырабатывать дешевый глицерин? Из чего выгодно получать жирные кислоты? Перед химиками возникли десятки других вопросов. На их решение потребовались многие годы.

Но в конце концов во время второй мировой войны по дороге, разведанной Бертло и Зелинским, все-таки двинулась тяжелая колесница промышленности. Эта колесница принадлежала воинственной гитлеровской Германии, испытывавшей острую нужду в продовольствии. И химия выручила голодных немцев: из нефтяного газа пропилена и угля на заводах рождался бесцветный густой жир. Его чуть-чуть подкрашивали, добавляли в него витаминов, и получалось… сливочное масло. Такого масла в Германии было изготовлено и съедено огромное количество — десятки тысяч тонн.

Позднее жиры из угля и нефти стали вырабатывать и в других странах, в том числе и в СССР. Но в пищу у нас их не употребляют — нет такой надобности. Зато из искусственных жиров получаются отличное мыло, олифа для разведения красок и смазка для машин и механизмов. А растительное масло, которое раньше шло на мыло и олифу, теперь остается. Получается, что благодаря химии у нас стало больше пищевого масла, хотя мы и не увеличили посевов.

Очень обнадеживающими казались сначала и поиски, которые шли совсем в другом направлении, — поиски сладкого. Здесь важное открытие сделал казанский профессор А. М. Бутлеров. Он первым увидел, как из формальдегида и растворенной в воде извести рождается сахар. А лет через тридцать после него немецкий химик Эмиль Фишер нашел тропинку, которая привела его к пробирке, полной глюкозы (иначе — виноградного сахара).

И тем не менее химики не испытывали радости от этих донесений разведки. Выяснилось, что сахар, полученный в пробирке, построен чуть-чуть не так, как природный. И поэтому организм усваивать его не может: для него этот сахар — все равно что пустота. Хотя и сахарная, но пустота…

Ряды химиков дрогнули. Кое-кто стал призывать вернуться назад, чтобы продолжать штурм зеленой крепости: видно, только хлорофилл способен создавать годный в пищу сахар… Стало тихо на тропе, ведущей к пробиркам, наполненным искусственным сахаром и глюкозой.

Неизвестно, сколько еще продолжалось бы это затишье, если бы не было на свете опилок и щепок. Нет, опилки, конечно, не радость, а беда. Почему? А вот посмотрим.

Каждый год только в нашей стране вывозят из лесу сотни миллионов бревен. Бревна распиливают на доски, брусья, рейки. Потом доски и другую древесину снова пилят, строгают, рубят. В результате получаются дома, заборы, стулья, шкафы, рояли и… огромные горы отходов — опилок, стружек, щепок. (В скобках надо сказать, что эти горы по величине не уступят настоящим, потому что большая часть всей древесины превращается именно в отходы.) Ну а куда идут опилки и стружки? Их сжигают. С трудом: они плохо горят.

Вот с этими опилками и случилось замечательное недоразумение. Размышляя о том, куда бы с пользой приспособить эти никчемные отходы, химики долго их исследовали. А потом вдруг, указывая на опилки, заявили:

— А ведь это вовсе не опилки! Это сотни тысяч тонн отличного кукурузного зерна. Это десятки тысяч тонн замечательного мяса. Это миллионы тонн отборного картофеля. Это… это… сахар!

Попробуй разберись, почему обыкновенные опилки вдруг называют сахаром?

Химики вовсе не морочили никому голову. Изучая опилки, они обратили внимание, что целлюлоза, из которой, главным образом, состоит древесина и из которой делают бумагу, целлофан, искусственный шелк, чем-то напоминает виноградный сахар — глюкозу. В чем это сходство, увидели, когда добрались до молекул того и другого вещества. Молекула целлюлозы состоит из множества молекул поменьше. А эти маленькие молекулы оказались не чем иным, как молекулами глюкозы. Так что сходство было примерно такое же, как у полена с деревом. Но ведь дерево можно распилить, расколоть и получить много поленьев. Почему бы не попробовать распилить, расколоть молекулу целлюлозы и получить сахар?

И начались опыты. На целлюлозу действовали разными кислотами, щелочами, нагревали ее, кипятили. То, во что превращалась после этого целлюлоза, все больше и больше напоминало глюкозу. Эксперименты продолжались. И вот однажды на дне пробирки остался чистый белый кристаллический порошок. Попробовали на вкус — сладко! Сравнили с настоящей глюкозой — ничуть не хуже. Значит, удача: из целлюлозы можно получать «сладкие дрова»!

Ну, а при чем же здесь кукуруза? Кукуруза, как оказалось, имеет ко всему этому самое непосредственное отношение: именно из нее, а не из винограда, вырабатывают сейчас глюкозу. Чтобы произвести одну тонну этого сахара, нужно почти две с половиной тонны кукурузного зерна.

Но тонну той же глюкозы можно извлечь и из четырех тонн опилок. При этом древесная глюкоза будет в полтора раза дешевле кукурузной!

Что делать? Всем ясно: надо вырабатывать глюкозу из опилок. Тогда не нужно будет ежегодно тратить сотни тысяч тонн кукурузы, и она пойдет на муку, крупу, хлопья, масло.

Но кукуруза, так же как картофель, еще и отличный корм для коров, свиней. Значит, опилки с помощью кукурузы и картофеля как бы превращаются в мясо, молоко.

Итак, дорога к второму важнейшему для питания человека веществу найдена. Но ведь ни синтетические жиры, ни искусственная глюкоза сами по себе не решают главной проблемы: они не могут заменить третье, самое необходимое питательное вещество — белок. По-видимому, белок, как и секрет хлорофилла, химии «не по зубам»?

Да, третье направление поисков было самым трудным, самым безуспешным и самым, как стало всем казаться, безнадежным. Вот как развивались события.

СЪЕЛИ ДОРОГУ…

Белков в природе существует великое множество — миллионы и миллионы видов. Но, несмотря на это, никак не удается синтезировать, создать искусственно даже один-единственный. Хотя тысячи ученых всего мира бьются над этим многие годы. Несколько веществ, похожих на белок, получено. А настоящего все нет. Сейчас ученые считают, что синтез белка — труднейшая из всех задач, с которыми когда-либо сталкивался человеческий ум.

На поиски белка химики тоже вышли давным-давно. Лет девяносто назад русский ученый А. Я. Данилевский делал первые попытки синтезировать в пробирке эту сложную продукцию живой природы. Немец Эмиль Фишер, разочаровавшись в своей сахарной пустоте — искусственной глюкозе, которую не хотел усваивать ни один желудок на свете, тоже записался в отряд ищущих синтетический белок. И здесь повторилась печальная история: ему удалось создать в пробирке подобие белка, но хотя эта работа имела большое значение для науки, она не решила проблемы: у Фишера получился ненастоящий белок. Усилия и других химиков были по сути дела безрезультатными. До сегодняшнего дня — вот уже скоро сто лет! — продолжается лишь разведка, наука все еще ищет и не может найти дорогу к искусственному белку.

Это вполне объяснимо. Белки — самые сложные вещества в природе. Лишь совсем недавно удалось разгадать, как они устроены. А до этого белок пытались создать наобум, вслепую. Можно ли делать что-либо хорошо, не зная, что ты хочешь сделать? Вряд ли. Не выходило ничего и с белком. Впрочем, и теперь, когда о белке стало известно очень много, наука продвигается к цели ощупью, еле заметными шажками.

Когда она придет к цели? По-видимому, очень не скоро. Значит?.. Для той проблемы, которая нас интересует, это вовсе ничего не значит. Во всяком случае, унывать нечего. Разведка ведь, в том числе и научная, движется вперед не только по главному направлению. Ученые не раз сворачивали с основного белкового пути в стороны, находили неизведанные тропки и отправлялись по ним.

Одной из них была та самая, которая через груды опилок привела к глюкозе. Пройдя по ней немного дальше, исследователи обнаружили целые россыпи мелкого серого порошка, состоящего из превосходного белка с примесью жиров и витаминов. Говоря иначе, оказалось, что из опилок можно получать, в конечном итоге, и белок. Как?

В раствор «древесного сахара» поселяют микроскопических живых существ — кормовые дрожжи (они родственники тех, которые помогают людям делать пышный хлеб и хмельное пиво). Дрожжи эти сластены. Купаясь в сиропе, они непрерывно уплетают его за обе щеки — только успевай подливать свежий! — и быстро растут, жиреют, размножаются.

Каждая дрожжевая клетка — это комочек отличных белков, сдобренных жиром и витаминами. Комочки ничтожно малы. А если их будет много? Крупинка по крупинке — гора. Много микроорганизмов — это внушительное количество очень ценных продуктов, близких по питательности к говядине. Растет эта невероятная «говядина» на глазах. За одни сутки 500 килограммов дрожжей вырабатывают 1200 килограммов белка.

А бычок с тем же весом (500 килограммов) может дать за сутки лишь 500 граммов (не килограммов!) привеса.

И вот когда дрожжи расплодятся в сиропе, станут тучными, «нагуляют жирку», часть из них можно извлечь оттуда и высушить (для этого созданы специальные аппараты). Получится светло-серый порошок — белково-витаминный концентрат. Это замечательный корм для сельскохозяйственных животных и птиц. Тем временем оставшиеся в сиропе дрожжи опять размножатся, восполнят убыль. Значит, можно вычерпывать и отправлять на сушку очередную партию микроорганизмов. И из аппаратов снова потечет в мешки струя светло-серого порошка.

Пока велось строительство цехов для выпуска кормовых дрожжей (так начиналась современная микробиологическая индустрия), отряды ученых, продвигавшихся, казалось бы, совсем в ином направлении, неожиданно вышли — с другой стороны — к этим же самым россыпям белкового порошка. Правда, сначала химики и микробиологи побывали у широкой, только что проложенной асфальтовой дороги (дорога эта — уже настоящая, а не аллегорическая). Их сюда вызвали в связи с чрезвычайным происшествием: дорожное полотно кто-то съедал. Почти начисто. И не какой-нибудь скромный кусок в несколько метров. Съедены были целые километры. Как ни выслеживали дорожники обжору, заметить ее не удавалось ни днем ни ночью. А остатки асфальта между тем катастрофически исчезали.

Принялись ученые искать злоумышленника. И нашли. Да не одного, а миллионы миллионов. Они прятались в самом асфальте и без устали, без минуты перерыва ели его, ели, ели. Это были невидимые простым глазом микробы — бактерии и особая порода дрожжей.

Столь необычное пристрастие ничтожных организмов заинтересовало ученых. Пойманных в асфальте микробов попробовали кормить нефтью. Нравится! Предложили отходы нефтеперерабатывающих заводов — тоже едят. Причем едят с большим аппетитом…

Нет, ученые не возражали против таких странных вкусов микробов и не хотели приучать их питаться чем-нибудь более подходящим. Наоборот! Химики были довольны, что эти существа имеют хороший аппетит и, точно так же, как кормовые дрожжи, вырабатывают первоклассную «микробную говядину».

Конечно, вряд ли кому-нибудь захочется есть эту «говядину». У нее не очень приятный запах. По виду она напоминает ячменную муку серовато-желтого цвета, а по вкусу — жмых. Но несомненно, со временем ее качество можно будет улучшить, и повара научатся приготовлять из нее вкусные вещи. И может быть, придя в столовую, мы будем выбирать в меню ароматный «нефтяной бульон», нежные котлеты из «микробной говядины», сливочное мороженое из кормовых дрожжей.

Но это — в будущем. А сейчас химики сооружают и вводят в действие гигантские заводы, где созданы все условия для разведения микробов: пусть они превращают в белок, витамины и жир побольше древесной глюкозы и отходов нефтепереработки. Продукцию этих заводов с нетерпением ждут буренки, хрюшки, хохлатки. Они уже получали блюда из микробов, и эта пища пришлась им по вкусу. Коровы сразу прибавили 2–3 литра молока в день, свиньи стали на глазах толстеть, а куры то и дело несли «лишние» яйца.

«КИРПИЧИ» ВМЕСТО БЕЛКА

Казалось бы, поиски белка уже можно и прекратить: успех налицо, опилки и нефть способны превращаться в превосходный концентрат. Но научная мысль никогда не может удовлетвориться достигнутым. Не могла она отступиться и от проблемы химического получения белка. Могущество науки в том и заключается, что она обязательно находит выход из безвыходного положения. Так случилось и здесь. Решение задачи оказалось довольно простым, надо было только решать ее «с другого конца».

Все началось с того, что наука заглянула внутрь человеческого организма. Что именно происходит с пищей, попавшей в желудок? Оказалось: те белки, которые мы съедаем, не идут на строительство наших мышц, крови, тканей. Они не годятся для этого, и наш организм с помощью желудочных соков, ферментов, разбивает, расщепляет белки на составные части. Эти осколки называют аминокислотами. А уже из аминокислот, как из кирпичей, организм строит новые белки, свои собственные, человеческие. Аминокислоты были известны науке и раньше. Их всего двадцать видов. И некоторые из них уже давно можно было приготовлять искусственно. Вот только соединить молекулы аминокислоты в одно целое, в молекулу белка (на ее строительство обычно идет тысяча, а то и больше «кирпичей»), ученым не удавалось. Имея отличный строительной материал, они никак не могли соорудить полноценный дом — белок. Эмилю Фишеру, о котором уже мы говорили, ценой огромных усилий удалось сложить вещество лишь из 18 аминокислотных молекул (это вместо 1000!). Насколько это трудно, говорит опыт другого химика — Абдергальдена: чтобы пристроить к этой хижине из 18 «кирпичей» еще одну аминокислоту, ему понадобилось пять лет работы!

Но однажды химикам пришла такая совершенно естественная мысль. Зачем тратить столько сил и средств на создание из аминокислот белка? Ведь даже если бы этот белок удалось получить, если бы он оказался самого лучшего качества и стоил бы гораздо дороже золота, он все равно не понравится организму. Организму нужен свой! Он обязательно разрушит, расколет созданный с огромным трудом белок на аминокислоты и будет распоряжаться получившимися деталями по своему усмотрению.

Так избавим и химию и организм от лишней работы, не будем биться над строительством того, что неизбежно должно быть расщеплено, разобрано на составные части! Дадим организму не готовый белок, а просто аминокислоты: пусть он не тратит времени на приготовление «кирпичей», пусть сразу сооружает из них то, что ему нужно.

Задача, как видите, оказалась очень простой. Но правильно ли она решена? Требуется проверка. Нужно посмотреть, как отнесется к такому решению сам организм.

Что же, надо накормить человека аминокислотами? А вдруг с ним после этого что-нибудь случится?

Рисковать здоровьем и жизнью человека нельзя. Поэтому новые лекарства, новую пищу всегда проверяют на животных. Так поступили и здесь. Взяли белых лабораторных мышей и стали кормить их «порошками» — набором разных аминокислот. Вместо жира им давали «жировые кирпичи», жирные кислоты, которые тоже образуются в организме после расщепления сала, растительного и сливочного масла.

От такой еды мыши сначала отказались. Но, как говорят, голод — не тетка! Проголодались и начали есть. А когда распробовали, стали уплетать смесь белковых и жировых «кирпичей» с большой охотой.

Прошел день, второй, неделя, месяц. Пища все та же — «порошки». Мыши здоровы, веселы. Потом у них и дети родились. А когда мышата бросили сосать и стали есть сами, им дали ту же смесь. Так что они о существовании другой еды и не подозревали. Все хорошо, никаких болезней, растут быстро, нормально. Стали взрослыми, у них тоже дети появились. Потом внуки, правнуки. И у всех отличное здоровье и отличный аппетит!

Пока шли эти опыты, ученые и сами не раз попробовали аминокислоты. И с ними ничего плохого не случилось. Только заметили они, что после этого долго есть не хотят: съедят ломоть хлеба со щепоткой аминокислоты лизина — и сыты так, будто съели такой же большой кусок мяса…

Значит, решение задачи правильно, белок и жиры вполне возможно заменять «кирпичами». А раз так, надо придумать, как и из чего можно их делать в большом количестве. Снова месяцами работали химики в лабораториях, а потом заявили, что отличные и сравнительно недорогие аминокислоты и составные части жира получаются из… нефти или, еще лучше, из природного газа. Из того самого газа, который каждый день распускается голубым горячим цветком над газовыми горелками в кухнях.

В разных странах уже построены заводы, которые выпускают некоторые аминокислоты. Лизированный хлеб (он содержит в себе ничтожную долю лизина) оказался почти таким же питательным, как мясо. В Японии уже стало входить в обычай ставить на стол во время обеда баночку с аминокислотой — так же, как мы ставим горчицу или соль. Но цель там другая. Возьмут из этой баночки ложечку порошка, высыплют его в тарелку с вареным рисом, и рис получается вкусным и сытным.

Сегодня ученые и инженеры ищут выгодные способы заводского получения и других аминокислот. Когда это удастся, можно будет сказать: проблема искусственного получения белковой пищи решена, эпоха синтетического питания наступила. Наверное, это случится не в очень отдаленном будущем.

ТАБЛЕТКИ НА ОБЕД?

Каждому любопытно заглянуть в послезавтрашний день. Давайте и мы заглянем. А в экскурсоводы пригласим ленинградского ученого, работающего над созданием синтетических аминокислот, профессора Всеволода Васильевича Перекалина. Вот как он рисует будущее.

«Представим себе, что работают огромные комбинаты, которые употребляют источники углерода, водорода, кислорода, азота и серы — уголь, газ, нефть, углекислоту, известняк, азот воздуха, воду, глауберову соль… Эти комбинаты выпускают синтетические котлеты, супы, молоко, сыры, имеющие стопроцентную усвояемость и тонкий вкус. Одни продукты предназначены для детей, другие — для путешественников, третьи — для людей умственного труда, четвертые — для космонавтов и т. д.

Не надо думать, что для этого необходимы астрономические количества аминокислот. Чтобы обеспечить полноценным белковым питанием 250 миллионов человек — например, нашу страну, — необходимо производить в год примерно 10 миллионов тонн аминокислот. А сейчас мы уже планируем вырабатывать 70–80 миллионов тонн химических удобрений в год! Конечно, производство аминокислот значительно сложнее, чем производство суперфосфата, но и техника будущего, надо надеяться, будет более совершенной, чем техника сегодняшнего дня. Овладение же термоядерной и химической энергией (топливные элементы, работающие в конечном счете от солнечного тепла) позволит покрыть энергетические затраты, которые сейчас довольно трудно себе представить, но которые, надо думать, не будут чрезмерными».

Синтетическая пища важна не только там, где люди сейчас испытывают недостаток белков. Она во многом изменит и нашу жизнь. Питание человека не будет зависеть от погоды, климата, плодородия почвы. Половина человечества, которая работает сейчас в сельском хозяйстве — на полях, фермах и лугах, — перейдет на заводы. Значит, промышленность сможет в два раза увеличить выпуск машин, домов, мебели, одежды, самых разнообразных вещей. Освободится огромное количество транспорта: ведь наши сельскохозяйственные продукты на две трети состоят из воды и, следовательно, сейчас корабли, поезда, автомашины перевозят главным образом воду.

Пища из газа и нефти занимает мало места, не портится. Она усваивается организмом вся, без остатка. Это очень удобно для длительных сухопутных и морских путешествий. И особенно — для космических полетов. Наконец, она очень нужна больным. Многим из них вредны те или иные вещества. Но что делать, если эти вещества входят в продукты, необходимые для поддержания жизни человека и никак оттуда не извлекаются? Приходится употреблять в пищу жизненно необходимые и вместе с тем вредные продукты. А химия решит вопрос очень просто: врачи выпишут рецепт, и по этому рецепту, например, в аптеке больному составят совершенно безвредное синтетическое меню — набор порошков и таблеток.

СКОНСТРУИРОВАННЫЙ ЗАПАХ

Итак, химики все предусмотрели. Не так уж далеко время, когда искусственную пищу сможет получить каждый, кто захочет. Но… Захочет ли кто-нибудь употреблять эту синтетическую пишу? Ведь гораздо приятнее съесть обыкновенный суп, настоящую котлету и закусить стаканом кофе с пирожным, чем глотать какие-то порошки и запивать синтетической микстурой! Даже если эти порошки и капли не будут иметь никакого больничного запаха, никакого вкуса.

Что на этот счет говорит химия? Или она считает, что это не ее дело, пусть люди привыкают к новой пище как знают?

Химия проникла и в эту область. И установила, во-первых, что чистый жир, белок, крахмал совершенно безвкусны, хотя их приготовила не химия, а природа. Вкус этим веществам придают примеси. Во-вторых, и эти примеси и другие природные вещества не так уж богаты и разнообразны на вкус, как нам это кажется: имеется только четыре вкуса — сладкий, соленый, горький, кислый. Смешиваясь в разных пропорциях, они дают вкус и борща, и яблока, и селедки, и порта, и молока. Так что не представляет никакого труда создать любой вкус, если смешивать сахар, соль, хинин и щавелевую кислоту.

Но с «чистым» вкусом нам приходится встречаться очень редко. Обычно в пище мы ощущаем вкусо-запах, где основную роль играет запах, а вкус лишь придает ему оттенок. Именно запаху мы обязаны всем разнообразием вкусовых свойств пищи.

Пищевых ароматов огромное множество. Одна и та же котлета, в зависимости от того, как она приготовлена, на каком масле, при какой температуре, в зависимости от того, едим мы ее горячей или холодной, пахнет по-разному. Воспроизвести запах пищи гораздо труднее, чем запах поэтической фиалки, нежного ландыша или роскошной розы. Аромат цветов объясняется тем, что они выделяют лишь несколько особых летучих веществ.

Эти вещества нетрудно извлечь из цветка, изучить и создать искусственно. Именно так делают многие замечательные цветочные духи.

Иное дело — ароматы кулинарных блюд. Мало того, что они непостоянны, но они представляют собой смесь запахов множества различных веществ. Причем пахучие вещества зачастую выделяются пищей в ничтожных, неуловимых количествах.

Это казалось невозможным, но химики все-таки смогли выследить и поймать эти вещества, изучить их и описать точную «конструкцию» запахов нескольких блюд.

И оказалось, например, что аромат (еще говорят — «букет») мясного бульона образуется благодаря выделению из него сероводорода, этилового и метилового спиртов, ацетона, ацетальдегида, метилэтилкетона и других давно известных и не очень-то приятно пахнущих веществ.

Уже изучен также «букет» кофе, сыра рокфор, хлеба и еще нескольких продуктов. На очереди следующие. Химики уверены, что придать привычный запах синтетической пище — дело вполне осуществимое. Но они надеются также получить продукты с тончайшим вкусом и запахом, не известными раньше, — подобно тому, как уже получены превосходные духи, аромат которых не похож ни на один цветок.

Остается внешний вид пищи. Здесь на помощь придут безвредные для организма химические искусственные материалы (из них сейчас делают пластмассы), которые могут быть твердыми, студнеобразными, жидкими, тягучими, как мед. К ним можно будет примешивать питательные вещества, подкрашивать их разными красками (такие краски широко применяются в пищевой промышленности уже давно), а потом формовать, лепить из них кулинарные изделия — котлеты, пряники, пельмени, пирожные…

НА ВСЕ ВКУСЫ

Это время настанет. Однажды, опаздывая на лекцию известнейшего химика, ты вдруг вспомнишь, что в хлопотах не успел пообедать. Чтобы об этом уже не думать, ты забежишь в большое, стоящее в саду здание, украшенное сверкающими буквами: «На все вкусы». В просторном вестибюле на одной из дверей табличка: «Вы опаздываете? Пожалуйста, сюда». Тебе сейчас как раз сюда. В небольшом, почти пустом зале ты подойдешь к стене, усеянной разноцветными кнопками, вытаскивая на ходу из кармана автоматический счетчик израсходованной тобой энергии. Цифры на его экране показывают, сколько и каких веществ нужно ввести в организм, чтобы восполнить все потери и обеспечить организм энергией и строительными материалами до следующего приема пищи.

Значит, так… Сначала аминокислоты. Кнопка — глютаминовая кислота, кнопка — лизин, метионин… Теперь сахар: глюкоза, лактоза, фруктоза… Жиры. Кнопка — тристеарин, трипальмитин… Витамины… Соли… Вода… Запах и вкус. Какой же сегодня заказать? «Куриный бульон»? Или «липовый мед»? И температура.

Ну, и все. Теперь кнопка «Выдача», щелчок — и в окошечке показывается стакан шипучего ароматного напитка. Несколько глотков — обед закончен. Сколько времени осталось до начала лекции? Вполне достаточно! На обед ушло полторы минуты. Это, конечно, не то, что в другом зале, где висит табличка: «Русская кухня». Там после набора всех питательных веществ еще нужно нажать кнопку на щитах «Первые блюда», «Вторые», «Третьи» или «Особый заказ». И тогда синтетическая пища будет автоматически превращаться во что угодно: в мясные щи, рыбный суп, кашу, жареного гуся, клубнику. Да все такое вкусное, что и не заметишь, как просидишь за обедом полчаса, а то и час целый. Нет, туда надо ходить пореже — времени и так на многое не хватает…

Когда же все это станет действительностью? Марселен Бертло, первым ступивший на дорогу создания химической пищи, был уверен, что химия введет в широкое употребление синтетическую пищу, а значит, упразднит земледелие, пахарей и пастухов в 2000 году. Многие крупные ученые наших дней сомневаются, что это случится так скоро. Ну, а мы с тобой? Наверное, нам нужно будет подождать и посмотреть, как все получится на самом деле. Впрочем, зачем ждать? Не лучше ли самим включиться в эту работу и ускорить ответ на интересующий всех вопрос?

СОТВОРЕНИЕ МИРА

Вызов Святослава. — Сталь одряхлела? — Где природе не под силу… — Именем полимеров. — Машина в роли пчелы. — Пол принесли в ведре. — Надувной дом. — Пластмасса дарит сто миллионов. — Летающая печка. — Лакированные овощи. — Джунгли микромира. — Как растут молекулы? — Воспитание полимера. — Молекулярное садоводство. — Ионит идет по следу. — Сито наоборот. — Химики-портные. — Каменные «гибриды».

«ИДУ НА ВЫ!»

Храбрый и благородный русский князь Святослав, готовясь в военный поход, посылал сказать врагам: «Хочю на вы ити». Фразу эту, со временем переделанную, повторяли многие, когда замышляли смелое дело. «Иду на вы!» — бросали они вызов трудностям и опасностям. Сегодня этот резкий вызов брошен самой природе. В соперничество с нею вступили химики: они решили сами создавать то, что раньше считалось по силам только природе.

До сих пор было так. Люди выбирали в богатых природных кладовых подходящий материал и лишь обрабатывали его, делая нужные вещи. Выбор зависел от уменья. Когда-то, давным-давно, они подбирали твердые камни и, раскалывая их, превращали в топоры, ножи, наконечники для стрел и копий. Это был каменный век. Его сменил век бронзовый. Теперь люди разыскивали другие камни, калили их на огне до тех пор, пока они не начинали плакать красными медными слезами. Эти медные капли в ловких руках превращались в горящие, будто пламя, породившее их, мечи, бронзовые секиры, шлемы.

А там пошли в дело совсем иные камни. В них природа запасла и спрятала до срока новый превосходный материал. Это был металл цвета зимнего неба — невиданно твердый и податливый, упругий и гибкий, дешевый и бесценный. Мечи из него были остры, кольчуги непробиваемы. Из него получались отличные серпы и косы. Новый материал обладал многими не известными бронзе свойствами, и именно благодаря им люди теперь могли делать то, о чем прежде и не мечтали. Этот металл помог создать первые огнедышащие машины и головокружительно высокие дома, превратил мосты, раньше приземистые и неуклюжие, в изящные сооружения, легко, словно они ничего не весили, переброшенные через широкие и глубокие реки. Он проник во все области человеческой жизни, привел технику к небывалому развитию. И именем этого материала теперь была названа целая историческая эпоха — век железа.

Но вот настал наш, XX век. Все быстрее движется вперед человечество в своем развитии. В течение нескольких десятилетий покорен океан, освоено небо, крупнейшие реки приучены вырабатывать электрическую энергию. Железные и шоссейные дороги паутиной оплетают сушу. Становится послушным атом. Появляется бесконечное множество машин. Самых разнообразных, вплоть до думающих. Все выше скорости — в цехах, на дорогах, в море, в небе. И вот уже небесный корабль преодолевает земное притяжение и отправляется на Луну…

Но в ликующем реве техники сначала тихо, робко, потом все громче и тревожнее стали раздаваться голоса конструкторов и инженеров:

— Быстрее нельзя… Выше невозможно… Слишком дорого… Очень недолговечно… Железо не годится… Сталь быстро разрушается… Алюминий? Дерево? Бетон? Нет, не подходят!

Старые материалы, подаренные людям природой и служившие им верой и правдой долгие годы, оказались негодными для новых машин, сдерживали порыв человека вдаль, ввысь — вперед. Нужны другие материалы, в которых бы сочетались самые противоречивые свойства: они должны быть легкими, как пробка, но более долговечными, чем железо; гибкими и мягкими, как шелковые нитки, но не уступать по прочности стали; они должны стойко выдерживать высокую температуру, давление, растяжение, скручивание, но вместе с тем по воле человека легко изменять свою форму. Кроме того, нужно, чтобы они не боялись ржавчины, воды, огня, воздуха, лучей солнца, трения, едких кислот и щелочей.

Возможны ли такие материалы вообще? На свете ничего подобного нет. Следовательно, смирись, человек, и приспосабливайся к тому, что имеется в природе? Такой ответ был бы единственно возможным всего несколько десятков лет назад. А сейчас инженеры и ученые сказали: придется искусственно делать то, что не смогла создать природа…

Дерзкая мысль! Во всю историю человечества люди, за малым исключением, только обрабатывали материалы, созданные природой, — камни, глину, дерево, металлы, растительные волокна, кожи. Теперь надо было своими руками сотворить совершенно новый мир, мир небывалых материалов, Это был вызов. И человек бросил его. «Иду на вы!»

ДОМ ИЗ ЗАВТРА

Наш XX век еще недавно называли веком стали и бетона. Потом прибавили к этому названию еще два слова: «и стекла», А сейчас уже двадцатое столетие именуют веком высокомолекулярных соединений, или, короче, веком полимеров. Потому что полимеры — это как раз и есть те материалы, о которых мечтали ученые и конструкторы.

Но не слишком ли рано полимерам пожалована такая честь, не преждевременно ли присваивать их имя целой эпохе? Ведь каждый знает, что дома наши по-прежнему еще кирпичные и бетонные; железные дороги, поезда, автомобили — стальные; самолеты — алюминиевые… Старые материалы используются сейчас не только не меньше, но гораздо больше, чем раньше.

Да и полимеры вовсе не такая уж новинка. Широко применялись они и в век железа, и в эпоху бронзы, камня, и задолго до появления на Земле первого человека. Их, эти сложнейшие и изумительно совершенные полимеры (белок, целлюлозу и другие полисахариды, носители наследственных признаков — нуклеиновые кислоты), придумала природа, когда принялась создавать живые организмы. Так почему же теперешние времена называть веком полимеров?

Попробуем разобраться в этих сомнениях.

Исследуем сначала наш дом. Первое промышленное изделие, с которым особенно близко знакомится человек, — это, пожалуй, соска. Да еще яркие погремушки и другие пластмассовые игрушки. И резина, и пластмасса — полимерные материалы. Линолеум на полу — тоже. Выключатели, розетки, пепельницы, дверные ручки, телефонный аппарат, завинчивающиеся пробки на флаконах, вся небьющаяся посуда, авторучки — тоже высокомолекулярные соединения. Белые полупрозрачные щетки для волос, непромокаемый мешочек для молока или мяса — это полиэтилен, один из самых распространенных полимеров. Капроновые чулки, носки, блузки, костюм из лавсана, плащ, вискозный каракуль, ацетатный шелк, воздушная нитроновая шубка… Можно еще долго перечислять изделия из полимеров, давно ставшие нам привычными.

Однако если мы живем в новом доме, ко всему этому надо будет обязательно добавить, что канализационные и водопроводные трубы в нем сделаны из полиэтилена или полипропилена; полы на кухне выложены полистирольной плиткой. А во многих домах мы обнаружим еще и синтетическую ванну и раковину, стены, оклеенные моющимися полимерными обоями, паркетный пол, оконные переплеты и двери, сделанные из древесных пластиков.

Получается, что уже сейчас чуть ли не половина дама и многие самые обыденные вещи состоят из полимеров, не используемых природой, изобретенных человеком.

И это не все. На промышленных выставках часто можно видеть «дома будущего». Вот один из них.

В нем только каркас железобетонный. Стены тонкие, легкие — в десятки раз легче кирпичных. Они сделаны главным образом из… бумаги и воздуха. Но они очень прочны и не пропускают ни уличного шума, ни холода, ни жары. Так что зимой в таком доме тепло, а летом — прохладно.

Что ж это за странные стены? Устроены они так. Изнутри проложен тонкий лист красивой пластмассы; затем идет толстый слой сотопласта и, наконец, снаружи — лист стеклопластика.

Здесь, наверное, нужны разъяснения. Например, сотопласт. Что это за штука? Напоминает пчелиные соты? Вот именно. Настоящие соты, только сделанные не пчелами в улье, а машинами на заводе. Изготавливают их из бумаги, пропитанной полимерными смолами. На стройку привозят большие, толстые, но совсем невесомые куски сот, блоки. Возьмет рабочий один такой кусок, поставит на место — и полстены готово!

А стеклопластик?

О том, что это такое, тоже можно догадаться по названию. Это дитя стекла и высокомолекулярных соединений. Делают его так. Берут стеклянную ткань или тонкий слой стеклянной ваты и пропитывают полимерными смолами. Смола застывает, и получается материал со сказочными свойствами. Стеклопластик легок, но прочен, как железо, дешев, но будет служить вечно: ему не страшны ни вода, ни ржавчина, ни удары.

Эти стены не нужно ни штукатурить, ни красить. Краска, введенная в стеклопластик при его изготовлении, сохранит свою свежесть навсегда.

Из стеклопластика же сделана и крыша. А для чердачного перекрытия использовали пенопласт — слой застывшей, не пропускающей ни шума, ни тепла полимерной пены.

Если даже стены и крыша дома сооружены из новых материалов, так что тогда делается внутри? Конечно же, оконные рамы, подоконник, облицовка стен кухни, пол, раковина, трубы, полочки, шкафчики, холодильник, ванна, роскошный персидский ковер, разлегшийся в комнате, мягкий диван, другая мебель, обтянутая кожей и замшей, цветочные горшки, скатерти — все это полистирол, полихлорвинил, полиэтилен, полипеноуретан, лавсан и многие другие синтетические материалы… Вот какой дом уже существует!

Надувной купол стадиона.

Но пойдем дальше. С помощью особых полимерных смол сейчас приклеивают к стенам железобетонные балконы. На таком балконе может прыгать и плясать целая толпа: клей выдержит. Скорее лопнет бетон. Так же прочно приклеивается бетон к стали, железо к кирпичу, стекло к дереву. Ни гвоздей, ни болтов не надо. Но если гвозди и болты все-таки потребуются, то их можно прессовать из полимеров, которые называются поликарбонатами. Такие гвозди, в отличие от железных, не гнутся при ударе и никогда не ржавеют. А полы начали делать так. Приносит рабочий в комнату несколько ведер жидкого каучука — латекса, полимерной смолы и мелкого песка. Смешивает все это и разливает тонким слоем. Через несколько часов смесь застывает. Пол готов! Любого цвета: хотите — под мрамор, хотите — под малахит.

Дома, о которых до сих пор шла речь, — дома обычные, только ставшие благодаря полимерам дешевыми, легкими, красивыми. Но заменять в строительстве старые материалы — слишком скромная для полимеров роль. Они способны на большее. На что же? Вот пример.

Задумали инженеры построить склад, большое общежитие или огромный дом для самолета — ангар. Рыть траншеи под фундамент не стали, а привезли бетонные плиты, выложили ими площадку, полили сверху смесью латекса и синтетической смолы. Получился пол. С двух противоположных сторон площадки установили две полукруглые стены, а сверху накрыли все это тонкой полиэтиленовой или резиновой пленкой. Включены воздушные насосы.

Под пленку, бессильно провисшую между стенами, начал поступать воздух. Она ожила, зашевелилась, стала подниматься куполом и через некоторое время надулась, как автомобильная камера. Насосы теперь могут работать потихоньку, лишь бы восполнять потери воздуха, который выходит через незамеченные щели, отверстия в пленке, двери, когда их открывают. Строительство закончено. Пленка заменяет и стены, и крышу, и окна — ведь она пропускает свет. На сооружение дома пошло несколько часов!

Такие мягкие здания обычно имеют метров пять в высоту, метров десять в ширину. В длину они достигают и пятидесяти, и ста метров. Но строители хотят попробовать возводить надувные купола над стадионами, а то и над целыми городами. Если это удастся, в городах и поселках, расположенных в тундре, на Крайнем Севере, можно будет создавать климат не хуже сочинского!

СТЕКЛЯННОЕ РУЖЬЕ

Так обстоит дело с домами. Ну а как с поездами, автомобилями, самолетами?

Конечно, и рельсы, и колеса железнодорожных вагонов все еще стальные. И вряд ли когда-нибудь будут делаться из полимеров. Хотя как знать! Ведь испокон веков считалось, что лучше деревянных шпал и придумать ничего нельзя, а сейчас вот химия заменяет их негниющими, вечными — бетонными да стеклянными. Может, в недалеком будущем и со стальными рельсами и колесами произойдет то же самое.

Но железная дорога — это не только рельсы и колеса. Например, на каждом вагоне обязательно устанавливаются тормозные колодки. Это такие чугунные бруски, которые прижимаются сжатым воздухом к колесам и замедляют их бег, тормозят поезд. Вот их-то уже заменяют пластмассовыми, которые в четыре раза легче чугунных и раз в десять дольше служат. Мелочь? Давай прикинем в уме. Колодка из чугуна весит пуд. Каждый год в стране выпускают 28 000 000 колодок. Сколько это нужно шахтерам добыть из-под земли руды, сколько времени надо металлургам, чтобы выплавить такую уйму чугуна, сколько труда придется затратить железнодорожникам, чтобы через каждые 600-1000 километров пути снимать эти тяжелые истершиеся колодки, а на их место ставить другие? Подсчет говорит: замена старых колодок пластмассовыми сберегает за несколько лет 3 000 000 тонн чугуна и 100 000 000 рублей. Вот тебе и «мелочь»!

Дальше. Утепление вагонов, трубы, мягкие диваны, внутренняя отделка — это, понятно, все чаще делается из пластиков, полимерных материалов. А используются ли они в тепловозах, электровозах? Конечно. Например, электровоз с корпусом из слоистого пластика построен на машиностроительном заводе имени В. И. Ленина в Чехословакии.

Автомашины. Здесь опять-таки внутренняя отделка из синтетики. Но не только.

Кузов автомобиля из пластика.

Полимеры проникают в автомобиль «со всех сторон». Вечные, не нуждающиеся в смазке подшипники, пружины и рессоры из полимеров. Шестеренки, изоляция, трубки, шланги — из капрона, каучука и других материалов. Выпускаются автомобили и с кузовом из стеклопластика. Машина стала легче на одну треть. Повредить такой кузов труднее, чем стальной, а отремонтировать проще: накладывается заплатка — и делу конец.

Между прочим, о стеклопластике, о его порой невероятных свойствах можно говорить бесконечно. Объединив в себе самые драгоценные качества стекла и самые удивительные особенности полимеров, он буквально каждый день находит себе все новые области применения. К примеру, из него начали лепить (иначе и не скажешь) лодки. Делают форму лодки, обтягивают ее стеклянной тканью и обмазывают полимерной смолой.

Шлюпка из стеклопластика.

Сверху — еще слой ткани и слой смолы. Так несколько раз. Потом высушивают, а форму извлекают. Получается самая легкая, самая прочная (умышленно не продырявишь!), самая быстроходная лодка.

Шлюпки, сделанные таким способом, провели в Арктике три года. Океан трепал их волнами, пытался раскусить их льдинами-зубами. Ничего не вышло, шлюпки были несокрушимы. В Ленинграде построено из стеклопластика первое крупное рыболовное судно.

Рыболовное судно из пластика.

Строятся пассажирские суда… А тем временем попробовали делать из нового материала якорные цепи. И пришли в восторг — такие они получались прочные и надежные. Шестерни и зубчатые колеса? Тоже хороши: легки, не требуют смазки. Болты и гайки? Превосходные. Пружины оказались и гибче и прочнее стальных, да еще не ржавели и не боялись магнита (это важно в приборах).

Попробовали изготовить пластмассовое ружье. Ствол сделали из стеклопластика. Ружье получилось красивое, а главное — легкое: на 600 граммов легче обычного. Но… Что от него останется после выстрела? Желающего стрельнуть для пробы даже искать не стали. Зарядили новое ружье, укрепили в специальном станке, спрятались в укрытие. Сейчас от ствола стеклянные осколки полетят во все стороны… Бах-бабах! Смотрят: ружье целехонько. Еще выстрел, еще. Ему все нипочем. 16000 выстрелов, то есть в два раза больше, чем обычное стальное ружье, выдержал стеклопластик. Нет, испытания прекратили не потому, что ружье все-таки испортилось. Оно вполне годилось для стрельбы. Просто надоело зря тратить патроны.

О применении полимеров в самолетах и ракетах можно было бы не говорить. Ведь для летательных аппаратов нужны прежде всего легкие материалы, а именно этим свойством и отличаются пластмассы. Стеклопластик, к примеру, один из самых тяжелых среди новых материалов, но и он легче стали в пять, а дюралюминия в два раза. (Надо заметить, что при этом он прочнее обычной стали в полтора-два раза, дюралюминия — раз в пять, а то и в десять!) И все же, чтобы показать, какое значение имеют для воздушных кораблей высокомолекулярные соединения, одну цифру назвать следует. В широко известном и уже стареньком самолете ТУ-104 насчитывается более 120 000 деталей из полимеров! В самолетах, которые построены недавно, их еще больше.

Новые материалы очень нужны и при сооружении ракет. Ведь из них, не говоря уже обо всем прочем, делают теплоизоляционную оболочку ракет. Эта защитная оболочка, разогреваясь от трения о воздух, хотя и сгорает слой за слоем, все же не пропускает жара внутрь космического корабля. Не будь пластмассового слоя, металлический корпус ракеты превратился бы в раскаленную печь, стремительно несущуюся в небо. Находиться в такой печке, надо полагать, было бы не очень-то приятно!..

Высокомолекулярные материалы оказались незаменимыми даже в космосе. Надо ли продолжать рассказ об их разнообразнейшем и все более расширяющемся применении? Стоит ли говорить о капроновых рыболовных сетях и канатах, прочных, не гниющих от сырости? О пластмассовых штампах, с помощью которых формуются металлические детали? О часах, в которых все до последнего винтика изготовлено из фторопласта? О прозрачных, мягких консервных «банках» из полиамидных смол? О полимерном лаке, тонкий слой которого делает куриное яйцо небьющимся, а овощи и фрукты сохраняет свежими всю зиму?

И без того ясно: век полимеров наступил уже сегодня. А завтра мы не сможем ступить и шагу без этих новых материалов.

ЭКСКУРСИЯ В МИКРОМИР

Наверное, настало время ответить на вопросы, которые уже давно напрашиваются сами собой. Что это за странные такие материалы — полимеры? Как получается, что они могут растягиваться, но и быть прочнее стали, что они способны подниматься куполом от легкого напора воздуха, но и, выполняя роль гвоздей, не гнуться при ударе молотка?

Дело прежде всего в том, что полимеров великое множество. У каждого свои качества. Но и один и тот же полимер нередко может обладать различными и даже порой противоположными свойствами. Чтобы разобраться в этом, нам придется совершить небольшую экскурсию. Хотя путь наш совсем недалек, добраться к цели пешком нам не удастся. Нужен особый транспорт: воображение. К счастью, оно имеется у каждого. Итак, оседлаем свое воображение. И представим…

Мы вдруг уменьшились в миллиарды миллиардов раз. Какими мы стали? Величиной с комара? Меньше. С амебу? Меньше! Такими, как вирус, который свободно проникает сквозь поры фарфора? Нет, еще меньше: вирус нам показался бы величиной с гору!

Оглянемся вокруг. Все неузнаваемо изменилось, будто мы попали в другой мир. Впрочем, это так и есть: мы в микромире. Обычный кирпич теперь для нас примерно такой же большой, как раньше Земля. Стекло без труда можно пройти насквозь — все оно пронизано огромными пещерами. Лист бумаги, на котором напечатаны эти строки, превратился в бесконечные заросли невиданных деревьев, поднимающихся выше гор…

У наших ног рассыпаны странные предметы. Вот, оказывается, какие строительные материалы микромира — атомы!

Этот, самый маленький, — атом водорода. Рядом с ним, побольше, — атом кислорода. Если сложить вместе два кислорода и один водород, получится, как известно, мельчайшая капелька воды, ее молекула.

Молекулы многих камней состоят, в основном, из атомов кремния. Но наиболее удивительный строительный материал микромира — атомы углерода. Из них можно сложить самые разные, самые непохожие вещества. Мягкий графит в карандашах и горючий уголь построены из углерода. Самый твердый камень — алмаз — тоже. Разница только в том, что атомы в этих веществах расположены по-разному. А если к углероду добавить немного других атомов, можно сделать почти все, что угодно. Скажем, один атом углерода и четыре атома водорода — это газ метан. Он горит голубым пламенем в горелках газовых плит. Если соединить два атома углерода, а к ним пристроить шесть атомов водорода, получится другой газ — этан (содержится в нефти). Присоединяя друг к другу все больше атомов углерода и навешивая на углеродную цепочку, словно бусинки на нитку, все новые атомы водорода, мы будем получать все новые вещества. Цепочка из трех, четырех, пяти атомов углерода — это еще газы: пропан, бутан, пентан. А вот ожерелье из шести углеродных звеньев и четырнадцати водородных бусинок уже образует молекулу жидкости, содержащейся в нефти и бензине, — гексан. Еще нарастим ожерелье, — выйдет почти твердое вещество — парафин (из него делают свечи). А если свернуть ожерелье двумя кольцами, получится хрупкий, кристаллический нафталин.

Но все это — простейшие изделия микромира. Из углерода и других атомов образуются необычайные молекулы в виде нитей, бус, цепей, сетей, решеток. Они состоят из сотен тысяч атомов и имеют фантастическую величину: некоторые из молекулярных ожерелий, если бы их растянуть, поднялись бы выше облаков микромира, выше здешних гор. Молекул-гигантов множество. Они переплетаются друг с другом, образуют непролазные заросли, настоящие джунгли.

Вверху: формула этилена; внизу — формула полиэтилена.

Вот из таких молекул и состоят полимеры. Молекулы можно сделать разные. Разные получаются и полимеры.

Как же рождаются молекулы-гиганты? Ученые придумали множество интереснейших способов их создания. Но мы с тобой не будем углубляться в бесконечные молекулярные джунгли слишком далеко: ведь немудрено и заблудиться. Для начала выберем себе молекулу-ожерелье попроще, вытащим ее из вороха других и рассмотрим, что же нам попало в руки.

Какое, оказывается, длиннющее ожерелье! Сколько, интересно, в нем атомов углерода? Раз, два, три, четыре… двадцать… пятьдесят один… тысяча триста, две тысячи… три… четыре тысячи! А около каждого атома углерода по две водородных бусинки. И никаких других атомов нет… Так что же это? Не полиэтилен ли? Да, он самый. Тот, из которого делают водопроводные трубы, бутылки, расчески, пленку для пищевых мешочков, теплиц и надувных домов.

Как химики сооружают полиэтиленовые молекулы? Ведь действовать так, как мы до сих пор говорили («возьмем еще несколько атомов углерода и нарастим ожерелье…»), можно лишь находясь в микромире. Но химики-то живут в нашем обычном, большом мире, откуда атом углерода не рассмотришь ни в какой самый мощный микроскоп. А уж «взять атом углерода», чтобы нарастить ожерелье, и думать нечего. Как же химики выходят из положения?

Очень остроумно. При переработке нефти выделяется газ этилен (в его молекуле два атома углерода и четыре водорода). Его накачивают в большие прочные аппараты и нагревают до 200 градусов. От такой жары и высокого давления молекулы газа сталкиваются и прочно сцепляются друг с другом. Вместо двух атомов углерода в молекуле получается четыре, потом шесть, восемь, десять, двенадцать — и так далее, пока цепь не вырастет до 4–5 тысяч атомов углерода. Лишь тогда можно считать, что полимер родился. Получается, что из двух тысяч молекул этилена вышла одна большая молекула полиэтилена.

Часть макромолекулы полиэтилена.

Кстати, теперь мы можем немного разобраться и в названиях. Вещества, подобные этилену, называют мономерами. «Моно» по-гречески означает «один», «мерос» — «часть». Значит, «мономер» — это «одночастный», то есть вещество, молекула которого представляет собой одну довольно простую частичку. Теперь ясно, что скрывается за словом полимер. Ведь «поли» — это «много». Конечно, полимер — вещество, молекула которого сложена из множества простых частичек. Если эти частички являются молекулами этилена, полимер называют полиэтиленом («многоэтилен»). Когда молекула полимера или — что одно и то же — высокомолекулярного соединения складывается из стирола, получается полистирол, из хлорвинила — полихлорвинил…

ПРОБЛЕМЫ «ВОСПИТАНИЯ»

Но появление полимера на свет — это лишь полдела. Зачастую главные трудности только и начинаются после рождения дитятки-гиганта. Чтобы полимер «вышел в люди», его приходится воспитывать. А надо сказать, большинство полимеров упрямы, капризны, своенравны. И с ними сладить нелегко.

Воспитанием полимеров (между прочим, это выражение я употребляю не для занимательности — таков научный термин) занимаются особые специалисты — физико-химики. Новый полимер снова нагревают, охлаждают, растворяют, воздействуют на него кислотами, щелочами и другими химическими веществами, продавливают через тончайшие отверстия в стальных дисках — фильеры. В результате таких «педагогических мер» у воспитуемого вырабатываются важные качества: гибкость, прочность, сопротивление действию воды и воздуха.

Но посмотрим, как это делается в жизни. Для примера проследим путь красивого, нежного, мягкого волокна — нитрона.

Сначала берут газ метан. Нагревают его в пламени электрической дуги до 1400 градусов. Молекулы метана спаиваются, углерод прикрепляется к углероду, получается новый газ — ацетилен. Его надо быстро охладить, иначе он превратится в сажу. Теперь ацетилен соединяют с синильной кислотой и получают молекулу бесцветной жидкости — акрилонитрил. А из этих молекул (их нужны тысячи) уже можно сложить целое ожерелье: молекулу удивительного полимера — полиакрилонитрила.

Что же дальше? Полимер лежит в колыбели-пробирке — мелкий рыхлый порошок. Он ни на что не способен, ничего не умеет и никому не нужен. Чтобы его оценили люди, он должен многому научиться.

Вот какую школу прошел после своего рождения полиакрилонитрил. Сначала его пытались расплавить, но он оказался к этому неспособным: молекулы его при сильном нагревании распадались на части. В обычных растворителях он не растворялся. После долгих поисков нашли наконец такой растворитель, который был ему по вкусу; попав в него, порошок исчезал без следа. Образовавшуюся густую тягучую массу продавливали через фильеру. Тончайшая струйка раствора полимера попадала в ванну, где из нее вымывался растворитель и она немного затвердевала. Потом загустевшая струйка-паутинка попадала в другую ванну, с кипятком, затем — в третью, тоже с горячей водой. Здесь струйка промывалась снова и снова и вытягивалась в бесконечную, едва заметную нить — волокно нитрон.

Однако дело на этом не кончилось. Волокно надо завить и постричь. Работу парикмахера выполняют машины: одна гофрирует волокно, другая стрижет, режет на кусочки длиной 6-10 сантиметров. Если теперь волокно осторожно высушить, оно получится тонким, нежным, прочным и гибким. Из него можно делать теплые носки и чулки, ткани для костюмов, вязать кофты и джемперы. Мало этого. Инженеры создали машины, которые дают нитроновый мех. Этот мех «растет» в тысячи раз быстрее, чем на овцах, а шубы из него получаются воздушные, теплые и гораздо более красивые.

В этой шубе трудно узнать порошок полимера, родившийся на донышке пробирки…

Полиэтилен более покладист. Но он требует для своего воспитания особых мер: на него надо воздействовать радиоактивными лучами. Воспитанный таким способом, он становится более прочным, лучше изолирует электрические провода, выдерживает жару на 100–150 градусов большую, чем раньше.

Каждый знает, как упаковывают товары: коробки укладывают рядышком, поплотнее друг к другу, заворачивают в бумагу и увязывают шпагатом. Химики тоже, отправляя новый полимер из лаборатории, стараются получше, как они выражаются, упаковать молекулы. Правда, они не пользуются ни оберточной бумагой, ни шпагатом: если удалось уложить молекулы более или менее плотно, они будут держаться друг за друга сами.

Воспитание полимера часто преследует именно эту цель — получше упаковать, уложить молекулярные ожерелья. Зачем это нужно? Оказывается, упаковка молекул полимеров, особенно тех, которые идут на волокно, — вещь чрезвычайно необходимая. У молекул часто бывает много отростков, торчащих во все стороны. Как уложить такие ожерелья аккуратно, друг возле друга, чтобы из молекул получился тугой жгут и, следовательно, прочное волокно? Это очень нелегко. И поэтому волокна, в основном, состоят из беспорядочно собранных вместе молекул.

Но… Ленинградские ученые превратили обыкновенный спирт в волокно винол. Пучок такого волокна толщиной в 1 миллиметр выдерживал груз около сорока килограммов — примерно столько, сколько обычный капрон, лавсан или медная проволока. А потом винол стали воспитывать, молекулярные отростки пригнули, примяли, чтоб они не так топорщились. И уж затем сделали волокно. Оно оказалось в три раза более прочным, чем раньше, и теперь могло сравниться с проволокой из легированной стали.

Почему это произошло? Проведем такой опыт. Возьмем небольшую ветку и попробуем ее сломать. Легко? Очень. Сколько таких веток ты можешь сломать? Двадцать? Сорок? Сто? Сколько угодно! Но при одном условии если ломать ветки по одной.

Теперь возьмем не сто веточек, а всего лишь десять и сложим их вместе, в один пучок (если боковые отростки мешают, их надо примять, пригнуть к главному стволу, чтобы ветки можно было уложить поплотнее друг к другу). Неплохо было бы еще и обмотать пучок бечевкой.

Что же после всех этих трудов у нас получилось? Да конечно — метла! Попробуй теперь сломать метлу… Впрочем, лучше и не пробуй. Из этого ничего не выйдет: десять веточек, когда они сопротивляются тебе дружно, все вместе, оказываются гораздо прочнее целой сотни, взятой разрозненно. Не зря говорят: согласному стаду и волк не страшен.

Или другой пример. Большой комок ваты. Он состоит из множества беспорядочно перепутанных белых хлопковых волоконец. Но разорвать этот ком не представляет никакого труда. А вот если взять этих волоконец в сто раз меньше, чуть-чуть их расправить, расчесать и сделать из них нитку (обыкновенную белую нитку), то она окажется гораздо прочнее большого кома ваты. Потому что волоконца в вате сопротивляются врозь, каждое само по себе, и легко одно за другим рвутся. В нитке же они действуют сообща, помогая друг другу.

Примерно то же происходит и с молекулами. Когда они уложены в волокно беспорядочно, волокно оказывается слабым. А вот если б удалось сделать из молекул волокно-«метлу», то, как считают ученые, можно было бы получать волокна в тысячи раз более прочные, чем те, которые мы вырабатываем сегодня…

Вот что значит воспитание!

НОВЫЕ СПОСОБНОСТИ ГИГАНТОВ

Ученым, которые изучают молекулы полимеров, однажды пришла на первый взгляд фантастическая идея. А что, если, подумали они, испытать в молекулярных зарослях метод… прививок? Этот метод (как и его название) полимерщики позаимствовали у садоводов — помните, прививку применяют, когда хотят, чтобы на яблоне росли груши.

Стали проводить опыты. С помощью различных хитростей отрывали от молекулы несколько отростков, а на их место прикрепляли кусочки ожерелий другого полимера. И молекула вдруг приобрела новые свойства! Когда к полиэтилену прирастили ветви полихлорвинила, полимер перестал бояться органических растворителей. Привитые териленовые и другие волокна приобрели способность легко окрашиваться.

С помощью прививок удалось присоединить к волокнам лекарственные вещества. Если из таких волокон (летулана, биолана, иодина) делать ткани, то они будут выполнять совершенно неожиданную роль — защищать нас от микробов и болезней.

Частицы различных веществ, содержащиеся в растворах, бывают иногда столь мелки, что их нельзя выловить с помощью обычных методов. И тогда на охоту выпускают молекулы ионитов, специально созданных химиками синтетических полимеров Эти молекулы имеют странный характер, они легко теряют свои собственные частицы, но жадно набрасываются на частицы других веществ и присоединяют их.

Любопытно, что у ионитов можно воспитать разные вкусы: одним больше всего будут «нравиться» частицы золота, другим — определенные соли, третьим — антибиотики. «Нюх» у полимеров-ищеек такой тонкий, что они отыскивают нужные вещества среди сотен других в любом загрязненном растворе. Их почти невозможно сбить со следа: в морской воде они легко находят и вылавливают все соли, и вода становится питьевой. В жидких промышленных отходах они безошибочно выслеживают невидимые крупицы платины, золота и серебра. Они очищают от примесей антибиотики, сахар, фруктовые соки, выделяют из раствора витамины. С помощью ионитов ученые пытаются создать «искусственную печень» — аппарат, который будет извлекать из крови вредные для организма вещества.

Иониты — это большей частью зернистый порошок. Чтобы заставить его работать, надо строить специальную установку. Но недавно удалось привить иониты к волокнообразующим полимерам. Из таких волокон можно делать ткани. Значит, возможно, настанет день, когда каждый из нас, отправляясь на лодке в море, сможет взять с собой ничем не примечательный матерчатый черпак. Зачерпнешь им из моря, и вода, просачиваясь сквозь материю, будет стекать в кружку уже чистой, пресной, вкусной: всю соль поглотят иониты, из которых сделана ткань…

А вот что еще умеют полимеры.

Ни для кого не секрет, что обычное сито, пропуская мелкие крупицы, удерживает крупные. Но далеко не все знают, что есть сита, в которых все получается наоборот: они пропускают большие частицы, а самые маленькие удерживают. Называются такие сита молекулярными, а предназначены они для просеивания… молекул.

Чудо-сито вовсе не похоже на то, через которое просеивают муку. Это порошок особого ионита. Каждая крошечная песчинка пронизана тысячами тончайших пор-каналов. Когда мимо этих песчинок течет раствор, мелкие молекулы или обломки их проникают в поры и задерживаются там. Отсюда их потом нетрудно извлечь. А вот крупные молекулы пробраться в поры не могут и проходят мимо вместе с раствором. Молекулярные сита работают на металлургических заводах, на химических комбинатах, в лабораториях ученых и помогают нам сберегать много времени и средств.

Современному химику, имеющему дело с высокомолекулярными соединениями, нередко приходится выступать в роли «портного» и сшивать молекулы друг с другом. Конечно, иглой здесь пользоваться нельзя, а нитками служат атомы. Изделие химиков-портных напоминает сеть: длинные параллельные ожерелья молекул соединены между собой короткими атомными перемычками. Кому нужны молекулярные сети? Нам с вами, потребителям химической продукции. Несминаемость тканей, нерастворимость и жаростойкость полимеров, эластичность или твердость пластмасс — все это результат сшивки молекул.

Итак, полимеры — это вещества, молекулы которых состоят из длинных углеродных цепей. Поэтому их вырабатывают из богатых углеродом нефти, природного газа, угля. Но не только углерод способен образовывать длинные молекулярные цепи. Известны природные полимеры, состоящие из кремния — элемента, слагающего скалы и камни. Каждый из нас хорошо знаком с этими каменными полимерами. Обыкновенный песок — один из них. В песке трудно обнаружить что-либо родственное с теми высокомолекулярными соединениями, о которых мы все время говорили. И все-таки оно есть. Полимеры кремния особенно похожи на сшитые полимеры: их молекулы тоже образуют сеть. Правда, молекулярные нити песка не содержат углерода и состоят лишь из атомов кремния и кислорода. И сшиты они тем же кислородом.

Это и привлекло ученых. Они решили вырастить гибрид каменного и углеродного полимеров: в ячеи кремниевой сети врастили куски обычных полимеров. И получилось чудо: новые полимеры — их называют кремнийорганическими — унаследовали от камня стойкость к огню, морозу и кислороду, а от органических предков — гибкость, эластичность, упругость.

С такими способностями можно браться почти за любое трудное дело: защищать металлы от воды и ржавчины, надежно изолировать провода при жаре в 300–500 градусов, выступать в качестве термостойких смазок, лаков, покрытий… Вот почему кремнийорганические соединения все чаще приходят на заводы и даже отправляются в космические полеты.

ДВИЖЕТСЯ НЕСМЕТНАЯ РАТЬ…

Я смог рассказать об особенностях, характере, способностях лишь некоторых полимеров. А их сегодня множество. В пробирках рождаются новые, еще неизвестные никому гиганты микромира. Им давно потеряли счет. Сколько сейчас существует полимеров на свете, уже не знает никто. Но каждые десять минут появляется на свет новый полимер. За сутки их рождается 150, за год — 50 тысяч! Их воспитывают, обучают, и они идут на службу человеку. И не только туда, где без них никак не обойтись. Приобретая свойства старых материалов, они все решительнее занимают их место.

Зачем химики создают эту рать? Зачем посылают они свое полимерное войско, в наступление на наши привычные материалы — медь, свинец, платину, шелк, шерсть? Для чего, например, выпускать искусственное шелковое волокно, если тутовый шелкопряд дает отличный натуральный шелк? Чем пришлись не по вкусу нашим инженерам золото и платина, которые выдерживают действие почти любых едких веществ?

Ответ на все эти вопросы дает все та же арифметика. Полимеры стоят намного дешевле и меди, и свинца, и шерсти, не говоря уже о золоте или платине. И это — главное. Вот, скажем, из древесины, пропитанной полимерами и спрессованной, делают подшипники. Этот материал стоит в 20 раз дешевле, чем баббит, и в 10 раз дешевле бронзы (подшипники обычно изготовляют из этих сплавов). А работают «деревянно-полимерные» подшипники не хуже металлических. Во столько же раз дешевле обувь из искусственной и синтетической кожи по сравнению с натуральной. (Кстати сказать, из дешевой кожи, выращенной не в течение многих месяцев на теле животных, а в течение нескольких часов и даже минут в чреве машин, можно шить что угодно — ведь полимеры, из которых она изготовляется, способны передать ей любые из своих бесконечно разнообразных свойств: жесткость и эластичность, монолитность и многослойность, пористость и водонепроницаемость, огнестойкость и неизнашиваемость). Или взять волокно нитрон, о котором мы уже говорили. Тонна этой «химической шерсти» стоит 800 рублей. А шерсть, которую дают нам овцы, обходится в 3000 рублей за тонну.

«Царская водка», ядовитая смесь азотной и соляной кислот, без следа растворяет золото. До недавнего времени только платина выдерживала натиск этой агрессивной жидкости. А сейчас появился полимер фторопласт, прозванный за выносливость веществом с алмазным сердцем и шкурой носорога. Так вот этот скромный, незаметный родственник полиэтилена (его другое название: тетрафторэтилен) оказался не по зубам ни кипящим щелочам, ни «царской водке», ни плавиковой кислоте, разъедающей стекло. А стоит он настолько дешево в сравнении с драгоценной платиной, что из него формуют большие трубы для химических заводов.

Но не только в низкой стоимости сила полимеров. Они гораздо лучше металлов поддаются обработке. Значит, детали из них можно изготовлять гораздо быстрее, не нужны мощные фрезерные или токарные станки.

Одним словом, полимеры несут нам изобилие, делают нашу жизнь богатой, интересной, красивой. Пусть их добрая рать еще шире, еще стремительнее разворачивает наступление!

ПУСТЬ НЕ ПЛАЧЕТ ГЕВЕЯ

Открытие, которого никто не заметил. — Сэр Макинтош. — Как жарят галоши? — Слезы гевеи и пот рабов. — Резиновые ноги цивилизации. — Шина из спирта. — Сын природы против синтетической рати. — Кондитеры мечтают о хлебе. — Гевея-одуванчик. — Как стать богатырем. — Надо шлифовать молекулы. — Младенец убивает взглядом.

НА ГАИТИ ИГРАЛИ В МЯЧ…

Что открыла экспедиция Колумба?

Если бы сейчас задать этот вопрос самому Колумбу, он, наверное, как и все мы, ответил бы одним словом:

— Америку.

Так уж мы привыкли издавна связывать имя великого мореплавателя с новым континентом, что о других заслугах Колумба перед человечеством совсем забыли. А ведь открытия его экспедиции отнюдь не ограничиваются Америкой. И по значению своему эти забытые открытия, как мы можем теперь судить, достойны того, чтобы люди о них помнили.

Вот, например, резиновый мяч. Первыми европейцами, которым он попал в руки, были именно спутники Колумба. Когда испанцы высадились на остров Гаити, то застали местных жителей — туземцев — за странным занятием. Они с большой серьезностью и сосредоточенностью бросали на твердую площадку какие-то коричневые шары. Эти шары, будто живые, подскакивали, туземцы их ловили, бросали снова, опять ловили…

Сейчас, конечно, игра гаитян в мяч нас вряд ли бы изумила. Может быть, мы только усмехнулись бы, что детской забавой увлекаются люди почтенного возраста. Но храбрые моряки Колумба, встречавшие во время своих путешествий столько неожиданного, все же были удивлены: таких прыгающих шаров они не видали никогда в жизни.

Передавая из рук в руки коричневый шар, матросы мяли его, нюхали, даже незаметно пробовали на зуб. Но ничего понять не могли.

— Что это? Откуда?

Туземцы рассказали, что вещество, из которого сделаны мячи, имеет чудесные свойства и что добывают его из сока особого дерева.

Этим туманным ответом моряки вполне удовлетворились. Если б, сжимая корявыми пальцами упругие шары, они могли догадаться, какая драгоценность попала им в руки, если б они могли предвидеть, что без этого коричневого вещества жизнь их потомков будет немыслимой, — если б они все это знали, они, несомненно, устроили бы самые пышные торжества по поводу сделанного открытия.

Правда, они увезли с собой несколько диковинных мячей. И дома, в Испании, рассказали об этом дорожном происшествии. Так Европа впервые узнала о каучуке. Образцы чудесного вещества попали в музеи и долго хранились там как большая редкость.

СЧАСТЛИВАЯ ОПЛОШНОСТЬ ГУДЬИРА

Но время шло. О находке на Гаити почти совсем забыли. И когда (уже в XVIII веке) член французской экспедиции в Южную Америку геодезист Кондамин попал в Бразилию, ему пришлось во второй раз открывать каучук. Он разузнал, что в девственных тропических лесах растет красивое стройное дерево гевея. Когда надрезают кору этого дерева, из раны выступает белый как молоко сок. Текут белые капли по стволу, словно слезы. Если под капли подставить чашечку, в ней соберется несколько ложек сока гевеи. Чтобы набрать полведра, надо поранить, заставить плакать 800 деревьев-красавиц…

Сок гевеи туземцы используют по-разному. Можно пропитывать им ткани — и тогда они не будут пропускать воду. Можно делать мягкие, эластичные бутылочки. Для этого из глины лепят форму в виде груши. Мажут ее «молоком» гевеи, а затем коптят в теплом дыму костра, пока сок не высохнет и не превратится в тоненькую каучуковую пленку. Снова мажут, снова коптят. И так до тех пор, пока груша не покроется слоем желто-коричневого каучука нужной толщины. Теперь нужно лишь размять глиняную форму в воде и вымыть готовую бутылочку.

А если сделать деревянную ногу, макать ее в сок и затем коптить, то в конце концов получится резиновая обувь — галоша или даже сапог.

Описания Кондамина пробудили интерес к каучуку. Из Бразилии стали все чаще привозить в Европу каучуковые бутылочки. Здесь их разрезали на полосы, пластинки и продавали. Из этих пластин каждый мог вылепить то, что ему нужно: мячик, гибкую трубку, прокладку. А английский фабрикант, по фамилии Макинтош, придумал способ растворять каучуковые пластины и покрывать такими растворами ткань. Непромокаемые пальто из этой ткани с тех пор называются макинтошами.

Наконец один делец попробовал развернуть торговлю бразильскими галошами. Однако новая обувь вызвала только насмешки: в теплую погоду галоши растягивались до колен, липли к рукам и одежде, а в холод становились жесткими и трескались.

С этими неприятными свойствами каучука — бояться высокой и низкой температуры, растворяться во многих жидкостях — долгое время бороться не умели. Но помог случай. Американец Гудьир, торговавший каучуком, уронил одну пластину на горячую плиту. Когда он это заметил, то очень испугался — ведь от сильного жара каучук портится. Гудьир схватил пластину и стал ее ощупывать, мять. Но произошло что-то неожиданное: пластина не только не испортилась, но стала гораздо более прочной, упругой, эластичной.

Гудьир изо всех сил старался сообразить, чем отличалась эта пластина от обычных. Ничем! Правда, он густо посыпал ее порошком серы, чтоб она не так липла… И даже вдавил серу внутрь… Может, в этом причина? Он сделал то же самое с другим куском каучука и положил на плиту. Этот кусок тоже стал более прочным и упругим.

Явление, открытое Гудьиром, называется вулканизацией. Благодаря ей каучук, служивший многие десятилетия лишь забавой, вызывавший насмешки острословов и карикатуристов, сразу завоевал всеобщую симпатию. Если до того, как Гудьир уронил на плиту свою пластину, в год во всем мире продавалось лишь 3 тонны каучука, то через несколько лет его стали продавать в 300 раз больше! И потребность в нем возрастала с каждым днем.

БУДЬТЕ ЗНАКОМЫ: РЕЗИНА

Галоши сейчас ни у кого не вызывают смеха — они прочны и красивы. И делать их стали по-другому, проще, быстрее. Берут каучук, добавляют в него «муки»: желтой — серы и черной — сажи, хорошо замешивают это тесто и кладут как на сковородку, в форму. Теперь подержат при высокой температуре несколько минут, и все. Форма раскрывается — перед вами черная, дымящаяся, как подгоревший блин, галоша. Она «поджарилась», завулканизировалась, и не растянется до колен, не испугается ни жары, ни холода, будет служить долго и надежно.

Примерно так «жарят» и все другие резиновые изделия. По-разному только делают тесто, или, как говорят на заводах, резиновые смеси: для галош рецепт смеси один, для автомобильных камер — другой, для покрышек третий, для прокладок, которые используются в двигателе трактора, — совсем особый.

Более ста лет используют люди вулканизацию, но почему она так преображает каучук, узнали совсем недавно, когда ученые смогли проникнуть в микромир и «рассмотрели» молекулы каучука.

Молекулы каучука в соке гевеи — это длинные нити, свернутые, как пружинки, в клубочки. Когда сок коптят, выпаривают, вода улетучивается, а оставшиеся молекулы каучука собираются вместе, переплетаются, цепляются друг за дружку. Но соединяются они не прочно. Растянешь пластинку каучука слегка — клубочки-пружинки развернутся, распрямятся, но все-таки держатся, не расползаются. Отпустишь — молекулы свернутся, потянут друг друга за собой, и вся пластинка сожмется, вернется в прежнее состояние.

Но стоит потянуть ее сильнее, как пружинки потеряют связь друг с другом, и пластинка разорвется. То же происходит при нагревании каучука: молекулы отходят друг от друга, пластинка становится мягкой, липкой и совсем непрочной. А если каучук попадает в какую-либо жидкость, то эта жидкость пробирается между молекулами, распирает их в стороны, вымывает. Пластинка растворяется.

Когда же каучук смешивают с серой и потом нагревают, то сера, словно нитка, сшивает, соединяет все молекулы-пружинки между собой. Вместо груды перепутанных, случайно зацепившихся друг за друга молекул получается прочная, густая сеть. Каучук превратился в резину. Теперь вытащить пружинку из общей массы нельзя. И разорвать всю сеть, весь кусок резины гораздо труднее, чем кусок каучука.

А если перед вулканизацией в каучук добавить еще и сажу, то ее мельчайшие частицы заполнят все пустоты, все ячеи молекулярной сети. От этого резина становится еще прочнее, долговечнее, устойчивее к высокой температуре и растворяющим жидкостям.

Но все хорошо в меру. Это правило важно и в химии. Когда в каучук подмешивают серу, нужно заботиться о том, чтобы ее не было слишком много. Иначе сеть получится очень густая и вместо мягкой, гибкой, упругой резины образуется твердый и хрупкий эбонит.

О ЧЕМ РЕВЕЛА ЦИВИЛИЗАЦИЯ

Чем лучше учились делать резину, тем большим спросом она пользовалась. Она теперь шла не только на галоши и плащи, но и на сапоги, подметки, мячи, соски, самые разнообразные трубки, шланги, приводные ремни. Все больше требовалось каучука, все больше людей с топорами и бидонами бродило с раннего утра до поздней ночи в тропических лесах, все чаще катились по стволам гевеи белые слезы.

А тут на дороги Европы и Америки выползли и зафыркали, зачихали, зарычали уродливые чудовища — телеги, бегающие сами, без лошадей. Придя в себя от изумления и присмотревшись к этим уродам, люди признали, что они гораздо достойнее и удобнее дедовских колясок с рысаками, извозчичьих пролеток с клячами, телег с могучими тяжеловозами. Детище нового времени — автомобиль — был выносливее любого рысака и сильнее любого тяжеловоза. С каждым годом он бегал быстрей, становился удобней и все больше завоевывал себе поклонников. С каждым годом из ворот заводов выкатывались, победно трубя, все новые представители автомобильного племени: легковые, грузовые, гоночные машины, а там — и броневики, вездеходы, тракторы, танки… И все они еще на заводском дворе, а потом пробежав несколько сотен километров, просили, требовали, рычали:

— Р-резины! Покр-р-рышек! Камер-р-р-р-р! Шлангов! Пр-р-рокладок!

Но вот запели в воздухе стальные птицы, им тоже без резины нельзя ни подняться с аэродрома, ни лететь, ни сесть… Их поддерживали электростанции, которым просто нечего делать, если не хватает резины для электроизоляции…

Гевея лила свои каучуковые слезы. Чтобы собрать их и заработать на кусок хлеба, с утра до ночи ходили люди от дерева к дереву, обливаясь потом. Ночью дым от костра разъедал им глаза, ладони покрывались кровавыми мозолями: надо все вертеть и вертеть над костром, коптить пудовый каучуковый каравай…

А если несчастье, если болезнь? Дождешься ли здесь, в глуши, помощи? Одни бросали все и уходили из леса. Другие умирали. Здесь же, около готовой каучуковой болванки. И тем и другим на смену приходили новые люди — много голодных и нищих на свете. Вот только гевея не могла дождаться смены, не могла уйти из леса. От нее все требовали слез — больше, больше!

Но не могла она дать больше того, что имела сама…

И вот тогда впервые были произнесены зловещие слова:

— Мир стоит на пороге каучукового голода.

Поползли вверх цены — владельцы каучуковых плантаций старались выколотить из стран, не имеющих своего каучука, побольше золота.

Трудней всех, пожалуй, приходилось Советской республике. Еще не оправившись как следует после гражданской войны, страна нуждалась во всем, и особенно — в каучуке: на всей необъятной территории России не росло ни одного, даже маленького, деревца гевеи…

Но нет ли какого-нибудь другого дерева, в соке которого содержится каучук? Может быть, такие деревья растут себе преспокойно где-либо в дальневосточной тайге или на кавказских горах, а мы и не подозреваем этого? Начались поиски. Однако время шло, а дерева, которое бы выручило нашу промышленность и дало каучук, не находилось.

ДОРОГА ВЕДЕТ К СК

Вспомнили о химии. Не поможет ли, как всегда, она? В начале 1926 года Высший Совет Народного Хозяйства СССР обратился к ученым: надо научиться синтезировать каучук в лабораториях. Срок на решение этой небывалой задачи отводился маленький — менее двух лет. К 1 января 1928 года надо было прислать в Москву 2 килограмма синтетического каучука.

Задача была очень, очень трудная. Природа «училась» делать каучук многие тысячи лет. А людям отводилось на это лишь два года! Но иного выхода у людей не было, и они принялись за дело. В Ленинграде, в химической лаборатории Военно-Медицинской академии, которой заведовал будущий академик Сергей Васильевич Лебедев, была организована специальная группа химиков. По вечерам и выходным дням, когда ученым никто не мешал, они запирались в лаборатории и отправлялись в далекие и нелегкие странствия по химическим джунглям.

Нефть, которую они пытались превратить в каучук, не поддалась. Ее оставили. Все внимание сосредоточили на спирте — том самом, из которого делают водку, который содержится в винах и который тогда вырабатывали сотнями тонн из картофеля или кукурузы.

С этим спиртом ученые делали сотни опытов. Временами казалось, что цель близка, но каждый раз их подстерегали новые препятствия, новые неожиданности.

Рассказывать об этих разочарованиях, ошибках и неудачах можно очень долго — и все равно обо всем не расскажешь. Да это и не нужно. Достаточно пройти вслед за химиками по правильной, уже найденной ими дороге, вдуматься во все, что встретится на пути, — и станет ясно, какие великие трудности им пришлось преодолеть, сколько головоломок надо было решить.

Вот эта дорога.

Через трубу, нагретую до 450°, пропускали пары спирта. Под действием сложного катализатора (особого вещества, подстегивающего, подгоняющего химическую реакцию) молекулы спирта разлагались, дробились, а их остатки соединялись по-новому. Из двух полуразрушенных спиртовых молекул образовалась одна новая — молекула газа дивинила.

Остановимся на минутку. Подумаем. Температура трубы 450°. Почему именно 450°, а не 310°, не 480? Потому, что никакая другая температура не подходит для данной реакции. Это ученые проверили на сотнях опытов. Пробовали они нагревать трубу и до 310°, и до 380°, и до 500° — результаты оказывались никудышными. И лишь когда поддерживали температуру равной 450°, реакция протекала хорошо.

Итак, подходящую температуру пришлось долго и упорно искать. Еще дольше шли поиски катализатора. Веществ, ускоряющих химические реакции, известно огромное количество. Но у каждого катализатора свой характер, свой нрав. Если он подстегивает одну реакцию, то на вторую «не обращает внимания», а третью, наоборот, замедляет. И вот из сотен и тысяч катализаторов надо выбрать один такой, который помогал бы разложению спирта и образованию газа дивинила, но не мешал ни тому ни другому…

Однако продолжим наш путь по уже найденной химиками дороге. Итак, газ дивинил получен. Если его теперь заморозить (это тоже ведь надо было найти!), то получится жидкость, на вид ничем не примечательная. Однако стоит сунуть в нее натриевую проволоку (именно натриевую, а не медную, стальную, алюминиевую, и именно проволоку, а не порошок, не брусок, не шар!), — стоит сунуть натриевую проволоку, как жидкость начнет густеть, сжиматься и выделять тепло. Это начался процесс полимеризации: молекулы дивинила, как в хороводе, хватаются друг за друга и образуют длинные полимерные цепи.

Каждая такая цепочка напоминает собой молекулу натурального каучука. Так, может быть, и само вещество, состоящее из этих цепочек, будет походить на каучук?

Когда почти все молекулы дивинила стали в свои хороводы-цепочки, ученые принялись проверять, что за вещество у них получилось. Конечно, они знали, что раз полимеризации подвергались молекулы дивинила, то должно образоваться новое вещество с названием полидивинил. Но какие свойства у полидивинила? Он оказался упругим, гибким — почти как каучук, рожденный гевеей. Попробовали сделать из него резину. Удачно. Значит, это именно то, что с таким напряжением искали, — синтетический каучук.

Задание, казавшееся неразрешимым, было выполнено. Два килограмма синтетического каучука Лебедева вместе с описанием способа его получения были отосланы в Москву 30 декабря 1927 года — за два дня до истечения срока!

Вскоре в нашей стране приступили к сооружению первых в мире заводов СК — синтетического каучука. Молекулы-пружинки рождались не в организме тропического дерева, а в раскаленном чреве стальных аппаратов — реакторов. Каучук теперь можно было получать в любом количестве. Правда, СК значительно уступал по некоторым своим качествам натуральному. Но все-таки это был каучук! Надвигавшаяся на промышленность туча была, как тогда казалось, развеяна.

КОНФУЗЛИВЫЕ РЕКОРДСМЕНЫ

Синтетическим каучуком стали заниматься во многих лабораториях. Были созданы специальные научные институты. Ученые изобретали все новые виды искусственного каучука. И каждый новорожденный СК имел свои особые, почти сказочные свойства, до которых каучуку гевеи было далеко. Один СК давал резину, которая не боится растворяющих жидкостей. Другой отлично выдерживал трение. Третий переносил жару, четвертый — мороз…

В конце концов в химических лабораториях были синтезированы тысячи различных каучукоподобных полимеров. Выпуск около двухсот видов СК (и в большом количестве) освоен на заводах. Среди них каучуки, необходимые человеку на Северном полюсе и в Антарктиде, в Сахаре, под водой, в космосе.

Но, увы, любой из этих синтетических рекордсменов все же имеет недостатки. Пожалуй, во всей синтетической семье, начиная с СК Лебедева и кончая новейшими каучуками, которым не страшны самые великие каучуковые беды, — во всем этом семействе вряд ли найдется хоть один, который, не сконфузившись, выйдет состязаться со скромным сыном гевеи по эластичности, упругости и, главное, по сумме всех положительных свойств и качеств. Все они уступают ему. А ведь именно такая резина — одновременно и прочная, и гибкая, и упругая, и долговечная, и неядовитая — больше всего и чаще всего нам нужна: для шин самолетов и для сосок, грелок, игрушек, деталей машин и хирургических перчаток… Значит, создание СК не решило проблему до конца? Нет.

Обходиться без натурального каучука во многих случаях трудно, а порой и просто невозможно. Видно, поэтому и родилось столь большое разнообразие синтетических братьев: химики все надеялись создать наконец такой СК, который, вместо того чтобы устанавливать новый рекорд по жаро-, морозо- или износостойкости, просто заменял бы натуральный…

Но ведь это странно. Химикам удается синтезировать каучуки, вызывающие всеобщее удивление и восхищение, а получить обычный, простой каучук они не могут…

По этому поводу известный химик член-корреспондент Академии наук СССР А. А. Коротков (о нем еще речь впереди) как-то заметил:

«Ученые здесь оказались похожими на незадачливых кондитеров, способных отлично приготовить пирожные, но не умеющих испечь самый обыкновенный хлеб».

Почему так получилось? Потому, что «кондитеры» никак не могли понять, в чем секрет приготовления простого «хлеба», в чем секрет прочности и других достоинств натурального каучука.

Действительно, в чем этот секрет?

«ЗЕЛЕНАЯ ЖВАЧКА»

Пока химики ломают голову над этой загадкой, вспомним о тех, кто отправился на поиски дерева, способного заменить гевею. Они не озирались на успехи химиков, делали свое дело.

Это было примерно в те годы, когда академик Лебедев и его помощники совершили великий подвиг, превратив спирт в каучук. Одна из экспедиций, искавшая «советскую гевею» в глухих уголках Тянь-Шаня, узнала, что местные жители любят для развлечения пожевать какие-то сухие корешки. Если эти корешки жевать достаточно долго, то во рту останется комочек эластичной массы, напоминающий резину.

Каждый может представить, как тревожно и радостно забились сердца у членов экспедиции, когда наконец им в руки попали и корешки, и комочки «резины». Сомнений быть не могло: это настоящий каучук!

Стали торопливо расспрашивать, как называется дерево, имеющее такие волшебные корешки.

— Кок-сагыз, — был ответ.

Возможно, местные жители плохо поняли вопрос, а может быть, это растение и в самом деле имело столь странное название («кок-сагыз» в переводе на русский означает «зеленая жвачка»). Но как бы то ни было — ученые записали в свои блокноты имя новой гевеи и попросили показать, где она растет. Путь был недолгим. Миновали ручей. Поднялись на косогор. Остановились.

— Здесь кок-сагыз, — промолвил тот, кто показывал дорогу.

Вокруг — ни деревца, ни кустика. Гости недоуменно переглянулись и уставились на провожатого. Тот, не поднимая глаз, сбивал ногой большие пушистые шары одуванчиков.

— Кок-сагыз, — сказал он снова, ударив ногой по еще одному белому шару. Стайка легких парашютиков уплыла по ветру.

Видя нерешительность гостей, провожатый опустился на колени, разгреб землю вокруг одуванчика и вытащил его вместе с корнями.

Несомненно, это были те самые корни, только не высушенные. Они легко ломались, и тогда выступала капелька густого, липкого млечного сока. Как у гевеи… Новая гевея оказалась одуванчиком…

Правда, потом выяснилось, что это вовсе не одуванчик, а особое растение, еще не известное науке. Но с одуванчиком оно действительно состоит в самом близком родстве.

Так на каучуковом горизонте появился кок-сагыз.

Не беда, что он не имел стройного ствола и красивой кроны. Его все полюбили и таким. Всюду, где только можно было, собирали его семена, присылали в Москву в созданный к тому времени специальный научно-исследовательский институт. Здесь его растили, изучали, учились добывать из него каучук. Кок-сагыз подавал большие надежды. Каучук, содержащийся в соке его корней, не уступал ни в прочности, ни в эластичности тому, что получали из гевеи. Рос он хорошо и с каждым годом захватывал все новые десятки гектаров на полях совхозов и колхозов: его начали сеять. Появившиеся было у него соперники (например, тау-сагыз) не выдержали конкуренции. На полях властвовал только кок-сагыз, «зеленая жвачка»… А вскоре стали строить заводы, где сухие ломкие корни превращались в упругий натуральный каучук.

ВЕЛИКОЛЕПНЫЙ УРОД

Да только вот беда: слишком уж дорогим получался этот каучук. Корешки — мелкие. Чтобы выкопать их из земли, нужны руки и руки. И урожай невелик. Белые шары с семенами-парашютиками припали к земле, никакой машине их не подцепить. Значит, собирать семена тоже надо вручную. Опять лишние расходы. В общем, понятно, почему в кок-сагызе начали понемногу разочаровываться.

Ну, а когда кем-нибудь недовольны, стараются перевоспитать его, заставляют измениться в лучшую сторону. Так было и здесь. Добиваться перемен в облике кок-сагыза стали многие ученые. Среди них был профессор Михаил Сергеевич Навашин. Он пользовался очень жесткими, решительными воспитательными приемами: купал, мочил кок-сагыз в растворе ядовитого химического вещества — колхицина.

И чем это кончилось? А вот чем.

Все, кто изучал ботанику, знают, что каждое растение состоит из клеток. Клетки эти растут, а когда становятся взрослыми, делятся. Из каждой большой клетки получаются две маленькие, две дочери. Дочери снова растут, снова делятся — и так до тех пор, пока само растение не станет взрослым, не принесет плоды или семена и не умрет.

Но вот когда профессор Навашин выкупал кок-сагыз в колхицине, стали происходить странные вещи. Клетки, которые уже выросли, делиться не смогли. Они, хоть это и противоречило всем правилам, принялись расти дальше, будто они вовсе и не взрослые клетки, а маленькие дочери. Увеличивались они до тех пор, пока не стали вдвое больше обычных. И лишь только теперь гигантские клетки-уроды смогли разделиться. Но дочери у них были тоже не такими, как у всех нормальных клеток, а гигантами — каждая величиной в обычную взрослую клетку. И они тоже росли и тоже производили на свет огромных дочерей и внуков.

Словом, все клетки кок-сагыза, выкупавшегося в колхицине, стали вдвое крупнее. Но если кирпичики, из которых сложено растение, увеличены, не будет ли более крупным и само растение? Именно это и произошло. Новый сорт кок-сагыза (ученые называют такие растения полиплоидными) имел более крупные листья и семена, его большой пуховый шар поднимался на прочной прямой ножке высоко над землей. Но, самое главное, у него были в полтора, а то и в два раза более крупные корни.

Этот великолепный урод — всякое отступление от нормы биологи считают уродством — гораздо быстрее рос, не боялся поздней засухи и приносил намного больший урожай корней и, следовательно, каучука, чем его дикий предок. И он стал теснить хилую «зеленую жвачку»: отвоевал себе сначала несколько гектаров земли, потом — несколько десятков, потом — несколько сотен гектаров. А затем, почувствовав свою силу, разлегся сразу на 7000 гектаров…

Профессор Навашин радовался: натуральный каучук, который даст его полиплоидный кок-сагыз в ближайшее время, будет значительно дешевле… Но мечтам профессора не суждено было осуществиться. Незаметно сгущавшаяся над кок-сагызом туча вдруг грянула молниями и громом. Разразилась катастрофа.

СЕКРЕТ НАТУРАЛЬНОГО

Молнии и гром грянули, конечно, из химической тучи, точнее говоря, из химической лаборатории. Вот как было дело.

Эта загадка — почему синтетический каучук оказывается не таким прочным и эластичным, как натуральный, — долго не давала никому покоя. Правда, сначала все казалось не таким уж непонятным. Ученым было известно, что молекула синтетического каучука — это длинная нить, цепочка, состоящая из множества одинаковых кусочков, звеньев. В каучуке Лебедева, например, каждое звено — не что иное, как маленькая молекула дивинила. Молекула же природного каучука состоит вовсе не из дивинила, а из совсем другого вещества — изопрена. Ну и все ясно: из разных химических веществ нельзя сделать одинаковые каучуки. И изопрен, наверное, больше, чем дивинил, подходит для того, чтобы каучук получался упругим и прочным…

Но если это так, то за чем же дело стало? Изопрен химики вырабатывать умеют. Надо, значит, только научиться без помощи природы соединять готовые изопреновые звенья в каучуковую молекулу-цепочку.

На это много времени не потребовалось. Новый синтетический каучук получен. Изопреновый. Точно такой же по химическому составу, как и природный. Победа? Сдерживая радость, стали испытывать и… увы! Изопреновый СК оказался еще хуже, чем дивиниловый.

Но теперь-то в чем причина? Ответа на этот вопрос долго никто дать не мог. И лишь только когда с помощью новейших приборов и методов удалось подробно исследовать каучуковые молекулы, все разъяснилось. Оказалось, различие искусственных и природного каучуков не столько в их химическом составе, сколько в том, как устроена большая молекула-пружинка. Молекула изопренового каучука, вырабатываемого гевеей, — это ровная, гладкая, идеальная цепочка. Все ее звенья строго направлены в одну и ту же сторону: к концу первого звена присоединено начало (и обязательно — начало!) второго звена; к концу второго — начало третьего. И так устроена вся цепь, вся молекула.

А вот молекула того же изопренового каучука, но синтезированного человеком в пробирке, — корявая, неаккуратная. К концу первого звена второе звено присоединяется не началом, а почему-то концом. Третье звено цепляется к первым двум не началом и даже не концом, а боком. Четвертое примкнуло к третьему тоже боком, но уже противоположным. Но это еще не все. Некоторые звенья выпятились из общего хоровода в стороны и торчат из цепи нелепыми отростками… Такую путаницу, такой беспорядок и нарочно не придумаешь! Этот хаос царит на протяжении всей цепочки-молекулы.

Когда такой каучук растягивают, его молекулы, распрямляясь, упираются друг в друга отростками, цепляются и не могут улечься рядышком стройными аккуратными пучками, как это происходит с молекулами природного каучука. Каждая корявая цепочка вынуждена выдерживать натяжение в одиночку. Но без помощи других, конечно, выдержать его долго не может, легко рвется. Рвется одна, затем другая, третья, десятая, сотая — пока не порвутся все. А значит, рвется и весь кусок каучука или резины…

Точно такая же картина предстала перед учеными, когда они исследовали дивиниловый каучук. Да и вообще у всех синтетических каучуков молекулы, как выяснилось, были устроены беспорядочно и не шли в этом отношении ни в какое сравнение со стройной и изящной цепочкой, созданной природой.

В этом и был секрет недостижимой для химии прочности природного каучука.

КАК ДОСТИГНУТЬ НЕДОСТИЖИМОГО?

Итак, секрет ясен. Значит, надо воспользоваться им и научиться, наконец, вырабатывать такой СК, который будет достойным соперником сына гевеи.

Но как построить правильную, без недостатков каучуковую молекулу искусственно? Не будешь же брать каждое звено в руки и, рассмотрев, где у него начало, где конец, приделывать его нужным образом к общей цепочке? Не будешь потому, что любое из этих звеньев ничтожно мало. Но даже если бы его можно было и увидеть и взять в руки, все равно ничего из такой затеи не выйдет. Ведь каждая каучуковая молекула-цепочка состоит из тысяч звеньев, и самый ловкий, самый сноровистый работник вряд ли смог бы «собрать» за день больше десятка готовых молекул. Сколько же это будет каучука? Чтобы заметить такое количество, придется смотреть в мощный микроскоп… Конечно, нужен другой путь. Надо сделать так, чтобы звенья, как при обычном синтезе, сами собирались в цепочки, но собирались не кое-как, а в строгом порядке.

Впрочем, и этот путь не намного легче предыдущего: все равно ведь необходимо управлять крошечными звеньями, заставлять их, перед тем как они присоединятся к цепи, определенным образом поворачиваться в пространстве. И при этом не касаться их руками. И не видеть… Задача настолько сложная, что многие ученые считали ее невыполнимой.

Правда, науке было известно, что, в принципе, существуют катализаторы, способные не только изменять скорость химических реакций, но и влиять на архитектуру создаваемых гигантских молекул полимеров. Особенно широко такие катализаторы (их называют ферментами) природа применяет при сооружении сложнейших «живых полимеров» — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов. И добивается, что эти высокомолекулярные изделия изготовляются внутри организма с невообразимой точностью: миллиарды молекул имеют совершенно одинаковые и одинаково расположенные в пространстве изгибы, витки, отростки, спиральные и решетчатые блоки.

Катализаторы, способные строить стереорегулярные полимеры (то есть с молекулами, все звенья которых располагаются в пространстве, строго подчиняясь определенной закономерности, — как это сделано, например, в белках), уже использовались в науке и технике. Но использовались вслепую. Когда, каким образом и какие именно вещества проявляют свои архитектурно-строительные способности, точно никто не знает. Вот и попробуй на ощупь найти среди сотен катализаторов как раз тот, который может осуществлять сборку первосортных каучуковых молекул! Да еще определить условия, наиболее благоприятные для его строительной деятельности.

И все же член-корреспондент Академии наук Алексей Андреевич Коротков заявил, что он попробует добиться этого, он будет работать над созданием правильных молекулярных цепей каучука. Если их смогла изготовить природа, то человек… Чем человек хуже природы?..

Можно было начать с того, чтобы попытаться сделать правильными молекулы лебедевского каучука: дивиниловые звенья были не столь сложно устроены, как изопреновые. Но уж если соревноваться с природой, то не стоит обманывать себя и брать задачу полегче. И Коротков сразу взялся за изопрен.

Уже первые месяцы принесли успех. Алексей Андреевич, попробовав вести опыты с несколькими новыми катализаторами, сразу напал на один из наиболее подходящих. Под действием этого катализатора звенья сами собирались в нужном порядке. Но не все. Один участок молекулы оказывался построенным правильно, затем следовал участок хаоса, потом — еще участок строгого порядка…

Это было уже большое достижение. Оставалось только понять, почему в молекуле образуются и хаотические участки. Но шел месяц за месяцем, а Коротков этого понять не мог. Сроки проходили, а результата не было, если не считать того, что из многих десятков образцов каучука, полученных им во время опытов, два (лишь два!) были очень похожими на натуральный, а их молекулы были правильными и аккуратными.

Эти два образца — тягучие, мягкие, прочные — и поддерживали его веру в то, что сделать «искусственный натуральный каучук» вполне можно. К сожалению, этой верой обладал только он. Другие же потеряли терпение. Группа химиков, которая под руководством Короткова искала новые пути в производстве каучука, была расформирована. У Алексея Андреевича остались только две помощницы-лаборантки: ему все-таки разрешили еще «попытать счастья» год-полтора.

И снова потянулись месяцы работы. Удачных результатов стало больше. Но много было и неудач. Причем и удачи и неудачи происходили в совершенно одинаковых условиях.

— Но в чем же причина? В чем?! — гневно спрашивал себя Алексей Андреевич.

В этом положении всякий бы растерялся. Растерялся и Коротков и уже не знал, что ему делать, за что хвататься. Тогда он решил начать все сначала. В это время как раз привезли с завода изопрен для опытов. Пять баллонов. Самого лучшего сорта. Самой высокой чистоты. Алексей Андреевич закупорил, запломбировал и спрятал под замок четыре. Оставил для опытов только один.

Работа продолжалась. Весь первый баллон иссяк до дна, но хорошего каучука получить не удалось ни разу. Вынули второй баллон. Пролетели дни, опустел и этот. Результат тот же. Пришла очередь третьего. И — о чудо! — первый же опыт дал каучук превосходного качества. Еще опыт, еще… Почти каждый раз успех. Взяли изопрен из четвертого баллона. Нет, не получается. Из пятого. Тоже плохо. Но зато третий каждый раз давал хороший результат.

Значит, дело в изопрене. Неодинаков он в баллонах. Срочно произвели самый тщательный анализ. И выяснили: во всех баллонах изопрен имел ничтожную примесь эфира, которую обычными способами определить было нельзя. В третьем эфира не было.

Все. Полная ясность.

С той поры Коротков всегда добивался наивысшей чистоты изопрена. И всегда получал каучук, который все принимали за природный.

Невозможное совершилось. «Искусственный натуральный» родился. И хотя он еще был слабым младенцем, хотя еще не было построено ни одного завода для его выпуска, соперничать с ним кок-сагыз не смог. И дикий, и полиплоидный — тот, который подавал такие большие надежды… Младенец, едва вышедший из пробирки, убил гиганта. Одним взглядом.

Сейчас о кок-сагызе уже забыли. Зато работают заводы, которые выпускают «искусственный натуральный». Созданы и другие СК с правильными, стройными молекулами.

Теперь химия может гордиться своими сыновьями. Среди них есть сейчас и скромные, но старательные труженики, соперники натурального, которые нужны ежедневно, всем и повсюду.

Обо всех рекордах каучуков не расскажешь — столь талантливо это обширное семейство. И трудолюбиво. Сегодня из СК изготовляется множество видов изделий самого различного назначения, с самыми разными свойствами.

В судьбе каучука началась новая эпоха. И все благодаря стараниям этой доброй волшебницы — химии.

ЗА ГРАНЬ ФАНТАЗИИ

Круглый мир. — Магистраль в неизвестность. — Пуговица из пороха. — Больной-непоседа. — Лечебная кровь. — Заплатка на кожу. — Пластмассовая кость. — «Принимаются в ремонт пищеводы, глаза, сердца». — Паровые котлы планеты. — Вода вместо угля. — Тепловой трансформатор. — Отопление холодом. — Геотермоэнергетика. — Химическая мышца. — Ученые черви. — «Не ешь его: он глупый!».

ГДЕ ВТОРОЙ ГОРИЗОНТ?

В этой последней главе я хочу рассказать об открытиях, казалось бы, очень мало связанных между собой. Но в моем сознании они всегда объединяются. Когда я думаю о них, перед глазами почему-то встает широкая степь с оврагами, дальними зубчатыми лесами, веселыми белыми домиками и блестящими стеклянными реками, теряющимися где-то вдалеке, у горизонта.

Это мир, в котором живу я, ты, все мы. Это наш мир. Он круглый, потому что кончается там, где края небесного купола, легко опершись о землю, отделили его от всего остального. Через весь наш мир, до самой грани, образованной землей и небом, пролегли прямые, широкие, гладкие дороги. Это пути, проложенные сегодняшней наукой.

А за горизонтом уже не наш мир. Мы там не живем. Что за этой тонкой голубой чертой? Там начинается область вольного полета фантазии. И хотя мы знаем, что за горизонтом такие же реки из зеркального зеленоватого стекла и маленькие веселые домики, почувствовавшее свободу воображение рисует полуразрушенные замки, морские волны и, может быть, пальмы, склоненные у бирюзовой лагуны. Там довольно мало того, что всегда окружает нас в нашем круглом мире. Вот только серебристые магистрали науки, знания, стремительно пересекшие тонкую голубую полоску горизонта, тянутся и там. Сначала прямые и четкие, вскоре они начинают извиваться и меркнуть, пока наконец совсем не потеряются где-то у далекой второй грани, у горизонта нашего воображения.

Но, странное дело, и там теряются не все дороги. Некоторые узкие, едва видные в траве тропинки, начинающиеся у наших ног, долго, неуверенно вьются по круглому миру и лишь у края его, у первого горизонта распрямляются, ширятся, уверенно проходят по стране воображения, чтобы, прорвавшись через второй горизонт, вторгнуться в пустоту и неизвестность…

Среди этих тропинок, пронизывающих обе грани, есть несколько, проторенных химией. А между ними и те, о которых я хочу рассказать.

ПОЛИМЕРНАЯ КРОВЬ

В Ленинграде многие помнят имя члена-корреспондента Академии наук СССР, заслуженного деятеля науки и техники профессора Сергея Николаевича Ушакова. Судьба никогда не баловала его. Один из первых красных летчиков, не раз, рискуя жизнью, летавший на дряхлом аэроплане «альбатрос» в тыл деникинских и немецких войск, он был неожиданно отстранен от любимого дела. В связи с плохим зрением медицинская комиссия признала С. Н. Ушакова негодным к службе в авиации. Оправившись от этой неприятности, он поступил в Петроградский политехнический институт и окончил его. Нежданно-негаданно он стал инженером-химиком. А вскоре так влюбился в эту науку, что забыл и о самолетах, и о небе.

Теперь Ушаков каждый свой час посвящал химии. Чего он только не изобрел! Чтобы не простаивали после гражданской воины военные заводы, Сергей Николаевич придумал делать из пороха пластмассу, а потом штамповать из нее пуговицы, гребешки, пряжки.

Это было первое его близкое знакомство с высокомолекулярными соединениями. И с ними он уже никогда не расставался. Он работал над созданием плексигласа. Искал пути получения поливинила — нового материала с изумительно разнообразными свойствами. Он организовал первую в нашей стране кафедру пластмасс, три научно-исследовательских института, был инициатором создания нескольких химических заводов.

Ни неудачи, ни трудности не могли остановить, задержать этого вдохновенного человека. Он сделал более ста изобретений, написал около ста семидесяти научных трудов. Даже из своей болезни (а в последние годы он часто болел) Ушаков смог извлечь пользу для науки.

Однажды Сергей Николаевич слег. Врач на этот раз был почему-то особенно с ним строг: запретил подниматься с постели, брать в руки перо и даже диктовать статьи.

— Что же, — спросил ученый, — я должен так вот лежать и ничего не делать?

— Вот именно. Лежите и выздоравливайте. Это сейчас важнее любой работы. И ни о чем не думайте.

Врач ушел, а Сергей Николаевич предался невеселым размышлениям. Может, это и правильно, что работать нельзя, но ведь дело не терпит. Да и потом, много ли найдется среди ученых таких, которые о научных делах размышляют только у себя в кабинете? Ведь, наверное, особенность творческой работы ученого в том и заключается, что он всюду — на прогулке, в автобусе, за столом — ни на час не забывает о проблеме, которая его волнует, и среди сотен и тысяч вариантов и решений неутомимо ищет единственно правильное. Архимед в ванне открыл свой знаменитый закон. И если это даже анекдот, то в нем правильно подмечены особенности творческой работы.

Сергей Николаевич повернулся к столику. Посмотрел на бумагу, потянулся было за карандашом, но потом решительно отвернулся к стене.

«Правда, заниматься во время болезни — это не совсем правильно. Даже, наверное, вредно… А разве менее вредно размышлять вот так — о врачах, об Архимеде?.. Но ведь невозможно не думать ни о чем! Есть ли на свете хоть один человек, который может просто не думать — и все? Таких, наверное, нет. Человек без мыслей невозможен. Значит, думать врачи запретить не могут — это противоестественно! А какая разница, о чем думать — о врачах или о работе. Вот я и буду думать о своем, о деле. Писать не буду — жена запишет. Попробуй придерись!»

Ушаков улыбнулся своим мыслям: «Уж не молодой человек, а хитрю с собой, как мальчишка. Ну, да ладно. Так вот, о деле…»

Но открылась дверь. Медицинская сестра пришла делать уколы. Как назло: только ведь собирался взяться за работу. До чего все-таки скучно болеть. Лежи, смотри в потолок, терпи уколы или глотай таблетки. Пройдет несколько часов — снова таблетки и уколы.

Почему так недолго действуют лекарства? При некоторых болезнях их приходится есть буквально килограммами. Вот, например, противотуберкулезный препарат «ПАСК» принимают по 20 граммов в сутки, а всего за курс — более двух килограммов! Это усложняет процесс лечения, привязывает больных к больнице или амбулатории, нервирует их. Да и обилие лекарств часто вредно для организма. Неужели нет никакого выхода? Надо бы посмотреть, в чем тут дело…

Он попросил принести ему книжку по медицине. Потом вторую. Врач недовольно морщился, но приносил: почитает больной профессор эти книжки, научится ценить здоровье — подчиняться требованиям врача…

А Сергей Николаевич уже увлекся и забыл и о враче, и о его требованиях, и о самой болезни. Оказывается, лекарства могли бы действовать гораздо дольше, но многие из них не задерживаются в крови потому, что организм выводит, выбрасывает их вон. Как бы ему помешать делать это?

Вот если бы сделать лекарство составной частью крови! Конечно, не живой крови, которая вырабатывается органами человека, а искусственной крови-заменителя. Таких заменителей в медицине известно немало. И все они держатся в организме долго… Кровезаменители представляют собой водные растворы различных высокомолекулярных соединений, имеют разные формулы. Нельзя ли в состав молекулы кровезаменителя ввести лечебные вещества и превратить ее в хранителя и переносчика лекарств? Тогда химики смогут создавать кровезаменители с самыми различными лечебными свойствами, с разной «лекарственной силой» и с любой нужной продолжительностью действия. Заманчиво…

Ушаков с нетерпением ожидал своего выздоровления, чтобы взяться за исследования в совершенно новой для него отрасли науки. Когда он наконец поправился, немедленно принялся проверять идею в лаборатории. Ему помогали товарищи. Работа в специальной лаборатории Института высокомолекулярных соединений Академии наук СССР закипела; опыты показали, что изготовить лечебную кровь можно. Через 2–3 года химики пожинали первые плоды: были созданы целебные полимеры для борьбы с такими страшными болезнями, как склероз, инфаркт.

Недавно получены кровезаменители, в состав которых входят пенициллин и другие антибиотики. Препарат «ПАСК», соединенный с полимером, держится теперь в организме не несколько часов, как раньше, а 10 дней. Противоинфарктные кровезаменители оказались в несколько раз эффективнее старых средств, продолжительность их действия составляет 25 суток!

Сейчас работу над новой научной проблемой продолжают многие химики и медики. Значит, медицина скоро получит отличное оружие для борьбы с опасными врагами человечества. Это оружие изобрел Ушаков, изобрел в те месяцы, когда он был очень болен и слаб, когда ему строго запрещали работать.

ЗАПЧАСТИ К ЧЕЛОВЕКУ

Полимеры, рожденные в химических лабораториях, стали решительно вторгаться в область, которая до сих пор считалась «святая святых», — в организм человека. Создание С. Н. Ушаковым и его помощниками лечебной крови — лишь один пример такого вторжения. Кстати, другое химическое исследование, в котором принимал участие Ушаков, — синтез новых, виниловых полимеров, тоже очень пригодилось медицине. Одна из разновидностей поливинила идет на изготовление хирургических ниток. Нитки эти обладают свойством, которое и нарочно не придумаешь. Очень прочные, мягкие, гибкие, они прекрасно стягивают зашитую рану. Держатся они до тех пор, пока этого требует заживление. Но вот дело пошло на улучшение. Появился рубец: края раны срослись. Нитка ослабла, она не нужна. Теперь, как обычно, надо снять шов — выдернуть вросшую в живое тело нитку? Ничуть не бывало. Ниток уже в теле нет: как только рана зажила, они сразу исчезли сами по себе, растворились в организме.

Как удалось сконструировать такие «умные» нитки? Их особенность очень хорошо можно уяснить на таком опыте. К нитке привязывают грузик и, взяв ее за противоположный конец, опускают в стакан с водой, но так, чтобы грузик оставался на весу. Сколько ни держи нитку, ничего с ней не делается. Но стоит опустить грузик на дно, как нить тут же исчезает, растворяется.

По-видимому, молекулы натянутой нитки плотно прилегают друг к другу, прочно держатся. Ослабло натяжение — молекулы разбрелись и сразу же рассыпались под действием воды.

То же происходит и в организме. Когда рана растягивает нитки, они держатся. Срослись ее края — натяжение исчезло, а с ним и сами нитки.

С помощью тех же виниловых полимеров научились ставить на раны заплатки. Их применяют тогда, когда марлевая повязка плохо держится или нужно вести постоянное наблюдение за раной. Делается это так. Закончил хирург операцию, скажем, в грудной полости. Зашил рану. Но вместо того чтобы стягивать грудь больного бинтами, взял с полочки баллончик, напоминающий пульверизатор, которым разбрызгивают духи в парикмахерской. Зашипела струя, мелкие капельки покрыли рану и прилегающие участки кожи. Прошла минута, другая, капельки высохли. Рана оказалась заклеенной тонкой, почти незаметной, но прочной пленкой. Она хорошо пропускает к коже воздух, но микробы сквозь нее не проберутся. В любую минуту врач может проверить, как заживает шов: ведь сквозь полимер все видно. Если пленку нужно снять, медицинская сестра смочит ее — и заплатка исчезнет.

Растворяющиеся нитки и невидимые бинты помогают проводить «ремонт» человеческого тела. Но если какая-либо «деталь» человеческого организма износилась совсем, что тогда? Смотря какая. Многие запасные полимерные «детали» уже выпускает медицинская промышленность. Например, из пластмасс изготовляют зубные протезы. Вообще-то вставные зубы не диковинка: издавна их делали из золота, стали, фарфора. Но из пластмасс зубы получаются лучше: более прочные, чем фарфоровые, а по внешнему виду — совсем как настоящие.

Если вышел из строя участок кровеносного сосуда, хирург его вырезает и на его место вшивает кусок трубки, изготовленной из того самого пластика, который идет на теплые немнущиеся ткани, — лавсана. (Трубки разных размеров сейчас выпускают на заводах.) Вот сняты зажимы, перекрывавшие сосуд. Кровь устремилась по новому руслу. Лавсановая трубка как решето, вся в порах. Сквозь эти поры кровь просачивается наружу маленькими капельками и застывает, закупоривая их. Больной может быть спокоен: кровь больше не будет сочиться. А через некоторое время лавсановые стенки прорастут живой тканью. Так что пластмасса будет служить только каркасом.

Из капрона и нейлона делают толстые широкие трубки для «ремонта» пищевода и легочной трахеи. Нитями из высокомолекулярных соединений заменяют разорванные сухожилия. Поврежденные участки костей — пластмассовыми запчастями. Из полиметилметакрилата (или иначе — органического стекла) получаются неплохие суставы. Этот же полимер идет на замену хрусталика глаза.

Кстати, об испорченных глазах. Люди давно искали средства для улучшения плохого зрения. В конце концов появились очки — первый оптический прибор из стекла. Путь к современным очкам был долог и ухабист, хотя сейчас нам кажется, что более простого инструмента для улучшения зрения и придумать нельзя. Первое подобие очков было изобретено, по-видимому, в Древнем Риме. Во всяком случае, известно, что император Нерон, большой любитель боя гладиаторов, был близорук. Но в цирк он являлся регулярно и, судя по всему, видел все, что происходило на арене. Он пользовался большой, хорошо отполированной чечевицей из прозрачного изумруда. Это было не что иное, как монокль.

Соединить два стекла вместе догадались нескоро. А потом возникла на первый взгляд смешная задача: как носить очки? Ее решали 300 лет: стекла прикрепляли к шляпе, вставляли в два металлических кольца на ручке (лорнет), вделывали в ремень-повязку, концы которого завязывались на затылке.

Однако и появление очков с прищепкой (пенсне) и очков с оглоблями-крючками, закладывающимися за уши, проблему до конца не решило. Особенно недовольны способом ношения очков артисты цирка, верхолазы, полярники, сталевары — все те, кому приходится много двигаться (потерять немудрено), иметь дело с великим холодом или сильным жаром (стекла запотевают). И «смешные» поиски продолжались до нашего времени: только теперь, кажется, задачу можно считать решенной. И опять с помощью полимеров. Из них стали штамповать маленькие, величиной с радужную оболочку глаза, прозрачные блюдечки. Эти блюдечки вогнутой стороной «надеваются» прямо на глазное яблоко, на зрачок. Смоченные слезой, они прилипают, как бы присасываются к глазу. Такие очки — их называют контактными линзами — не потеряешь, они не запотеют от мороза. Да и, что тоже немаловажно, они совершенно незаметны.

КОЩУНСТВО ИЛИ ПОДВИГ?

Вот какая удивительная штука — полимер: даже такой нежный, неприкосновенный орган, как глаз, и тот не возражает против самого плотного, самого непосредственного «контакта» с ним! Что же тогда говорить о других органах? Впрочем, есть один совершенно особый орган, не менее неприкосновенный и несравненно более важный. Конечно, я имею в виду наше сердце. Всю жизнь, ни минуты не отдыхая, оно бьется, бьется, гонит и гонит кровь во все уголки тела, снабжая каждый орган пищей и живительным кислородом.

Но и оно портится. Главным образом — от болезней. И особенно страдают сердечные клапаны — тонкие, гибкие и подвижные лепестки, пропускающие кровь в одном направлении и не дающие ей возвращаться назад. Болезнь, прежде всего ревматизм, повреждает края лепестков, покрывает их грубыми наростами, твердыми отложениями солей. Такие клапаны не могут выполнять своей работы, и сердечный насос начинает захлебываться кровью, давать перебои, пока не остановится совсем.

Раньше такие пороки считались безнадежными: сердце не заменишь. Но лет тридцать назад хирурги стали делать попытки отремонтировать испорченный клапан. Иногда это удавалось. Однако большей частью, когда повреждения были серьезны, такие попытки не давали результатов: клапан уже ремонту не поддавался… Вот если бы поставить новый клапан! Где его взять? Пробовали вырезать клапаны у погибших людей и животных. Но пересаженная сердечная «деталь» не приживалась в чужом организме, умирала.

И опять обратились к полимерам. Выбрали из их многочисленного семейства нашего старого знакомца, того самого, который ничего не боится, у которого «алмазное сердце и шкура носорога» — политетрафторэтилен, или тефлон. Из него и сделали сердечные клапаны.

Сердечные клапаны из пластика.

Опыты, проведенные на животных, были успешными. Но кроить человеческое сердце и вставлять в него пластмассовые детали долго не отваживались. Это казалось фантастичным, невероятным, даже кощунственным. Трудно было решиться. Но хирурги все-таки решились. Девочка, которая умирала, сердце которой останавливалось, легла на операционный стол. Вскрыта грудная клетка. Вздрагивает, трепещет открытое, рассеченное сердце.

И вот клапан — созданный не живой природой, а химией! — осторожно вшивают в рану на сердце…

Девочка осталась жить. Она поправилась. Она стала бегать вместе с подругами и уже не задыхалась. Пластмассовая деталь в сердце работала исправно.

Сейчас отремонтированы с помощью запчастей десятки сердец. Стоит вопрос о том, чтобы наладить плановое производство искусственных клапанов и других искусственных органов и тканей. Так что, возможно, когда-нибудь у входа в больницы будут вывешивать объявления: «Здесь принимаются в ремонт пищеводы, глаза, сердца».

ПЯТЬДЕСЯТ КИПЯЩИХ МОРЕЙ

Я не знаю, где ты живешь, но почти не сомневаюсь в том, что под твоими ногами, в запрятанных под землей пещерах и пористых породах, гуляют, клокочут волны кипятка.

Почему я так думаю?

А вот послушай. Моря из кипятка существуют не только в сказках и в фантастических романах о путешествиях на другие планеты. Немало их и на Земле. За последние годы только на территории нашей страны геологи нашли около пятидесяти горячих бассейнов. И это не какие-нибудь жалкие озерца.

Огромный район Северного Кавказа между Азовским и Каспийским морями «плавает» на горячих волнах. Над ними текут Кубань, Егорлык, Кума, Терек. В этом море, как и положено, свои заливы, свои теплые и холодные «течения». Город Орджоникидзе стоит у южного берега подземного водоема. Под Грозным вода нагрета до 100–140 градусов, под Ставрополем — до 140–180. А краснодарцы, еще недавно не подозревавшие об этом, живут на настоящем паровом котле с температурой, превышающей 180 градусов. Котел этот, узкий и длинный, тянется на запад почему-то под самым руслом Кубани. Такой же раскаленный котел-залив есть и около Махачкалы: начинаясь под Тереком, он уходит к побережью Каспия и скрывается под его дном.

Большое море лежит и под Прикаспийской низменностью. Подземные горячие водоемы поменьше найдены на Камчатке, в Туркмении, в Казахстане, на Украине — везде. Но самым замечательным бассейном является Сибирский. Его впору называть океаном: он занимает площадь в несколько миллионов квадратных километров, то есть в три-четыре раза большую, чем Черное и Каспийское моря, вместе взятые. Если бы его тепло удалось использовать, жители шестидесяти городов могли бы навсегда забыть об угле, дровах, печах, котельных.

Вообще же из наших пятидесяти подземных морей можно получать каждый день не менее 15 миллионов кубометров пара и горячей воды. Много это или мало? Это все равно что получить дополнительно 100–150 миллионов тонн первосортного донецкого угля в год!

Почему же мы не используем такое богатство? Прежде всего потому, что еще недавно мы не знали о его существовании. Лишь сейчас геологи установили более или менее точные границы этих морей, определили их температуру, подсчитали запасы горячей воды.

Теперь нам о богатствах все известно. Что же дальше? Дальше надо решить две проблемы. Во-первых, как вывести воду на поверхность. Эта задача решается довольно просто. В большинстве случаев надо бурить скважины. Примерно такие же, какие бурят, чтобы добыть нефть. Почему же до сих пор не проткнули земную кору и не выпустили моря наружу? Потому что, прежде чем так поступить, надо решить вторую проблему: что с этой водой делать?

А эта проблема немного посерьезней и посложней первой. Ведь скважины такие уже есть. Правда, их бурили не специально. Искали нефть, а наткнулись на паровой котел. Но как бы там ни было, из-под земли бьет немало горячих фонтанов. Только в районе города Грозного за один год выливается наружу около 15 000 000 кубических метров горячей воды! Однако это колоссальное количество тепла пропадает зря: мы все еще не умеем им пользоваться.

Сложность тут вот в чем. Далеко не всюду вода имеет высокую температуру. Часто она нагрета всего лишь до 40–50 градусов. Для отапливания помещений она не годится: в теплоцентралях температура воды должна быть 75–95 градусов. Как же быть?

Сейчас некоторые ученые предлагают подогревать подземной водой Иртыш. Это, считают они, надолго задержит образование льда на реке и, значит, позволит продлить навигацию. Проект грандиозный. Но никто не может уверенно сказать, как на самом деле будет вести себя «подогретая» река, намного ли у Иртыша сократится время нахождения подо льдом, не принесет ли подогрев вреда речным обитателям, а если принесет, то какой именно. Не зная этого, нельзя подсчитать, выгодно ли тратить деньги на осуществление столь необычной идеи. Да и, кроме того, у нас ведь есть другие нужды в тепле, гораздо пока более важные, чем подогревание рек.

ГЕЙЗЕР, ОН ЖЕ — ЛЕДНИК

Неизвестно, как долго мы бы сидели на нашем богатстве, если бы горячей подземной водой не заинтересовались специалисты по получению… холода.

— С помощью нашей техники, — заявили они, познакомившись с проблемой, — тепло, даже такое технически неудобное, пятидесятиградусное, легко переработать в холод. А если вода попадется по-настоящему горячая, тем лучше. Кипящий гейзер мигом превращается в ледник. Холод же в наше время — это большая ценность. Его все время не хватает. Ведь он не только предохраняет от порчи молоко и мясо, рыбу и фрукты, не только помогает изготовлять мороженое и кондитерские изделия. Холод — заправский работник в промышленности. Без него не обойдешься при выпуске хорошей ткани и точных приборов, при прокладке шахт и тоннелей метрополитена. Многие химические предприятия без него просто-напросто существовать не могут. Например, каждому заводу искусственного волокна в летнее время нужно такое количество холода, с помощью которого за час можно превратить в лед 500 тысяч литров воды! Конечно, мы будем перерабатывать в холод главным образом тепловые отходы предприятия, но и подземное тепло нам очень пригодится…

Когда мне привелось слышать такие речи первый раз, я, откровенно говоря, очень засомневался: уж не подшучивают ли надо мной? Но моим собеседником был профессор Лев Маркович Розенфельд, ученый серьезный и степенный. Не станет же он, в самом деле, потешаться над неосведомленным человеком?

А Лев Маркович, видимо заметив мое смущение и решив развеять его, тут же пригласил к себе в лабораторию. Пришли. Остановились около какой-то странной установки: две огромных бочки и несколько труб.

Холод из тепла (схема).

— Установка, как видите, простая, — сказал профессор. — А чудеса происходят в ней благодаря тому, что мы использовали одно очень интересное химическое вещество — соль бромистого лития.

Все оказалось действительно очень простым. В помещении, в котором нужно поддерживать холодную температуру, устанавливается радиатор. В радиаторе вода. Она все время забирает тепло из воздуха и нагревается. Потом по трубе она попадает в нижнюю бочку. Там выкачан воздух, и поэтому вода разбрызгивается, бурно испаряется и, следовательно, охлаждается. В этом же барабане по особым желобкам протекает раствор бромистого лития, который жадно поглощает водяные пары (это его основное свойство) и тем самым способствует испарению и охлаждению все новых порций воды.

Дальше. Охлажденная до нуля градусов вода, уже по другой трубе, снова отправляется в радиатор, чтобы отдать свой холод, нагреться и опять вернуться в бочку для нового охлаждения. И так без конца, по кругу.

А для чего же, спрашивается, нужно тепло? Ведь вода и так ходит из радиатора в бочку и обратно и охлаждает помещение? Тепло нужно для того, чтобы работал раствор бромистого лития. Если он побудет в бочке без движения слишком долго, он так насытится парами воды, так разбавится, что потеряет способность поглощать влагу. В бочке скопится много паров, и новые порции воды не смогут испаряться. Установка перестанет работать.

Чтобы этого не случилось, бромисто-литиевый раствор перекачивают в верхнюю бочку. Здесь-то и нужна горячая вода. С ее помощью разбавленный раствор нагревается, пока из него не выпарится лишняя вода и он снова не приобретет способность поглощать влагу. Теперь бромистый литий опять может вернуться в нижнюю бочку, чтобы помочь воде испаряться и охлаждаться.

Понятно: чем более горячая вода будет подаваться во вторую бочку, тем быстрее сможет выпариваться раствор, тем лучше станет охлаждаться вода, тем больше холода даст установка.

ТЕПЛО ИЗ… ХОЛОДА

Но если холод не нужен, а необходима все-таки вода с температурой 75–95 градусов для отопления?

— Тогда, — отвечает профессор Розенфельд, — надо использовать… ту же самую установку. Придется только закрыть в ней один кран, открыть другой. И пустить внутрь теплую воду. Да побольше. Установка, работая как трансформатор, станет исправно выдавать воду с высокой температурой. Но, конечно, кипятка получится меньше, чем было взято теплой воды.

Применяя новые химические вещества, холодильная техника приобрела сказочные способности. С помощью теплового насоса в тепло превращают самый настоящий холод. Зимой можно отапливать дома, используя наружный воздух. Не беда, если на улице стоит пятнадцатиградусный мороз. Все равно насос выкачает из него тепло и подаст его в квартиру. Правда, отнимать у мороза тепло нелегко; таких машин создано пока немного. А вот отапливать дома холодной речной водой вполне возможно уже сегодня.

Для этого нужно взять обычную фреоновую холодильную машину. Их у нас в стране выпускают много. Эта машина и будет служить тепловым насосом.

Осуществляется это так. Привезли машину, установили ее в подвале. К ней подводим воду из реки, артезианского колодца, водопровода или канализации. Все. Когда надо топить, машина включается. Вода, попадающая сюда из реки зимой, имеет обычно градуса 3–4 выше нуля. Но и этого вполне достаточно, чтобы фреон (соединение газов метана или этилена с двумя другими газами — хлором и фтором), соприкасающийся с водой, закипел. Поддерживая это кипение, вода отдает фреону свое тепло, сама охлаждается до нуля градусов и уходит прочь.

Пары фреона отсасываются компрессором и сжимаются (для этого нужно немного электроэнергии). Фреон под давлением сгущается, превращается в жидкость, а в этот момент выделяет тепло. Это тепло и нагревает воду, идущую вверх, в квартиры. Температура ее будет градусов 60, чего вполне достаточно для обогрева, если в комнатах установить дополнительный радиатор.

Тепло из холода (схема).

Ученые провели интересный подсчет. Оказалось, что тепла, которое несет Нева в самые лютые морозы, с лихвой хватит, чтобы отопить пол-Ленинграда!

Но вернемся к нашим горячим морям. Подземные паровые котлы — это не только тепло, но и электроэнергия. А именно в ней особенно велика нужда. Однако получение энергии — одна из самых трудных задач. Большинство доступных для современных буровых установок бассейнов имеет предельную температуру 150–180 градусов. А паровые турбины могут работать лишь при температуре в несколько раз большей.

Долгое время казалось, что энергетика не извлечет для себя пользы даже из самых горячих, по-настоящему кипящих морей. Но коль за дело взялась холодильная техника, которой помогает химия, жди чудес. И действительно: уже спроектированы турбины, вращать которые будет не водяной пар, как обычно, а пар фреона или других жидкостей, применяемых в холодильной технике. Эти турбины смогут переработать в электроэнергию даже плохо нагретую воду.

Геотермальная энергетика зарождается. На Камчатке уже пущена первая электростанция, которая работает на подземном тепле. А ученые замышляют создание геотермостанций-гигантов. Используя тепло глубинных вод в радиусе 25 километров вокруг себя, каждая такая станция могла бы дать около десяти миллионов киловатт. Несколько станций выработают столько электроэнергии, сколько сейчас дают все электростанции нашей страны!

ЧТО СКРЫВАЕТ БЕЛОК

Самый сложный полимер и самое удивительное химическое соединение — белок — привлекает ученых по разным причинам.

Мы удивляемся разнообразию живой природы. Сколько на свете совсем не похожих друг на друга растений, животных! Химики установили: такое богатство форм и видов возможно лишь благодаря разнообразию белков. На Земле, по-видимому, существуют сотни миллионов, а может быть, миллиарды различных видов белка.

Белок входит как существенная часть в большинство органов растений. Он — основа организма животных. Из него, главным образом, состоит и наше тело — мышцы, связки, нервные ткани, кожа, волосы.

Полимерная мышца.

И когда ученые принимаются за исследование белка, они рисуют себе, как, открыв его секреты, они смогут создавать такие искусственные волокна, такие пластические массы, с которыми существующие сейчас чудесные полимерные материалы нельзя даже сравнивать.

Гормоны и ферменты, вырабатывающиеся в организме, — тоже белки. Они регулируют процессы жизнедеятельности, ускоряют или замедляют рост, помогают перевариванию пищи, легко осуществляют невообразимо тонкие и сложные химические реакции. Эти белки — катализаторы живой химической фабрики, причем в сотни раз более энергичные, чем те, которые применяем в промышленности мы. Когда науке до конца будет ясно устройство этих могучих биологических катализаторов, в химической промышленности произойдет революция. Вещества, которые сейчас синтезируются в прочных и громоздких, как танк, аппаратах и установках, при колоссальных давлениях и очень высокой температуре, станет возможным вырабатывать при тех же условиях, что и в организме, — при обычной температуре и давлении. А сколько новых, пока недоступных химической науке и практике веществ можно будет получать в цехах заводов!

Мышца — это превосходная машина, с невероятной бережливостью перерабатывающая химическую энергию в механическую. Вот если бы человек мог делать свои машины столь совершенными и экономичными! Однако белок пока не хочет отдавать и эту тайну. Но придет день, он обязательно отдаст ее. Не может не отдать! Наука уже готовится к этому дню: идут первые опыты с химическими машинами. Они, правда, невелики и слабосильны: они способны поднять груз весом лишь в несколько десятков граммов, однако их значение огромно. Пусть сейчас в такой машине используется не сложный белковый мускул, а простая полимерная пленка, которая под действием капли кислоты сокращается, сжимается и поднимает свои 30 граммов, а от щелочи — удлиняется и опускает груз. Пусть все это не поражает воображения. Это первый шаг. Но шаг очень важный: полимерная пленка доказала, что человек может создать химическую машину. А все остальное — дело будущего.

Жизнь на Земле невозможна без белка. Возможен ли белок вне жизни? Ученые считают, что белок и жизнь связаны неразрывно; что получить белок искусственно — значит отгадать величайшую загадку природы — как возникла жизнь; что, синтезировав белок в пробирке, можно сказать: мы способны управлять живой материей — воздействовать на развитие организмов, переделывать животных и растения так, как нам удобно. А может быть, и создавать существа, которых природа создать забыла или не сумела…

Все это скрывает в своих недрах белок. Но только ли это?

Тропки интереснейших исследований, чуть протоптанные сегодня, то теряясь, то появляясь вновь, ведут далеко-далеко… Разве скучно жить в наше время? Разве может мыслящий человек остаться равнодушным, наткнувшись на одну из таких тропинок? Много ли найдется людей, которые удержатся от искушения и не вступят на эту тропу чудес, не пойдут по ней, презирая опасности и трудности, — туда, вперед, где дорога, становясь и прямей и шире, устремляется, как натянутая струна, за второй горизонт, за грань фантазии?..

Content

Михаил Васин
ДВА ШАГА ДО ЧУДА
Очерки

ВОЗЬМИ СЕБЕ ЛЮБУЮ ТАЙНУ!

ДРАГОЦЕННЫЕ ПУЗЫРИ

ЗЕЛЕНАЯ ФАБРИКА

В ПОИСКАХ САМОБРАНКИ

КОРОВА В КОЛБЕ

СОТВОРЕНИЕ МИРА

ПУСТЬ НЕ ПЛАЧЕТ ГЕВЕЯ

ЗА ГРАНЬ ФАНТАЗИИ