Химия и жизнь 2019 №11

Химия и жизнь Когда скорости вычислений
превысят скорости
Ежемесячный
научно-популярный развития реальных событий,
журнал исчезнет будущее.

11 2019 С.Д. Варфоломеев,
Зарегистрирован член-корреспондент РАН
в Комитете РФ по печати
19 ноября 2003 года, рег. ЭЛ № 77-8479 Содержание
НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ:
Главный редактор Хемофилия
Л.Н. Стрельникова революция в химии уже произошла. Л.Н. Стрельникова.............................. 2
Заместитель главного редактора
Е.В. Клещенко Расследование
Главный художник нобель: медаль на продажу и другие истории. И.А. Леенсон.......................11
А.В. Астрин
Нобелевские премии
Редакторы и обозреватели нобелевский аккумулятор. С.М. Комаров.........................................................14
Л.А. Ашкинази, джон гуденаф: «в 97 я ещё не доделал свою работу»..................................15
В.В. Благутина,
Ю.И. Зварич, Технология и общество
С.М. Комаров, аккумулятор и транспорт будущего С.М. Комаров..........................................17
В.В. Лебедев,
Н.Л. Резник, Нобелевские премии
О.В. Рындина легкое дыхание. Е.Клещенко.............................................................................. 20

Отвественый за соцсети Здоровье
Д.А.Васильев ожирение недокормленых. Н.Л. Резник........................................................... 22

Подписано в печать 6.11.2019 Проблемы и методы науки
Типография «Офсет Принт М», 123001, из чего сделаны сны? Н. Маркина..................................................................... 26
Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1
В море и на суше
Адрес редакции полный океан желе. Г.М. Виноградов............................................................. 32
119991, Москва, Ленинский просп., 29, стр. 8
Адрес для переписки Мемуары Игнобеля
119071, Москва, а/я 57 Homo scribens – человек пишущий. Г.В. Эрлих.............................................. 36

Телефон для справок: История современности
к столетию полярного земледелия. Н.В. Вехов............................................ 42
8 (495) 722-09-46
e-mail: [email protected] Панацейка
кордицепс: гриб в шкуре гусеницы. Н. Ручкина.............................................. 48
http://www.hij.ru
Соцсети: Цитата
https://www.facebook.com/khimiyaizhizn сила выше права. Константин Душенко.............................................................. 50
https://vk.com/khimiya_i_zhizn
https://ok.ru/group/53459104891087 Фантастика
https://twitter.com/hij_redaktor пират и масличная ветвь. Юлия Сиромолот..................................................... 52
https://www.instagram.com/khimiya_i_zhizn/
Мемуары
При перепечатке материалов ссылка не все люди враги... М.Б. Черненко.................................................................... 58
на «Химию и жизнь» обязательна
Нанофантастика
На журнал можно подписаться в агенствах«Роспечать» право на чудо. Ирина Мягкая............................................................................... 64
— каталог «Роспечать», индексы 72231 и 72232
«Арзи» — Объединенный каталог Информация 34, 51 книги 55
«Пресса России», индексы — 88763 и 88764 (рассылка вопрос – ответ 35 короткие заметки 62
— «Арзи», тел. 443-61-60) результаты: физика 40 пишут, что... 62
Каталог «Почта России», индексы П2021 и П2017.
«Информсистема» — (495) 127-91-47
«Урал-Пресс» — (495) 789-86-36

© АНО Центр «НаукаПресс»

Генеральный спонсор журнала
Компания «Биоамид»

На обложке — рисунок А.Кукушкина

На второй странице обложки —
картина Макса Эрнста «Наполеон на
природе». Вот приснится Наполеон,
и думаешь, думаешь: к чему бы это?
Подробности в статье «Из его сделаны
сны?»

На четвертой странице обложки —
плакат А.Кука, посвященный
Международному году Периодической
таблицы химических элементов

Революция Если бы вы выбирали профессию сегодня – снова пошли бы в
в химии уже науку, в химию?
произошла
Конечно! Ничего более интересного в жизни нет. Особенно
Химическая энзимология и суперконденсаторы, аэ- сейчас, когда в химии, по сути, произошла революция. В
ропонные технологии, химия памяти, искусственный 30-х годах прошлого века физики и химики описали соот-
интеллект, теория устойчивости метаболизма – вот ветствующими уравнениями практически все принципиаль-
неполный перечень областей и тем, исследованиями ные задачи, будь то квантовая механика, квантовая химия
в которых занимается гость нашей рубрики Сергей многоэлектронных и многоатомных систем, молекулярная
Дмитриевич Варфоломеев, член-корреспондент механика больших молекул. Но достижения эти были весьма
РАН, доктор химических наук, заведующий кафедрой ограниченными, потому что решить такие уравнения было
химической энзимологии химического факультета МГУ невозможно. В те времена казалось, что они никогда не будут
имени М.В. Ломоносова, научный руководитель Инсти- решены. Химическая кинетика, на которой построена вся моя
тута биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН. научная жизнь, всегда базировалась на экспериментах и на
Что в науке главное и почему наука – жестокая вещь? довольно ограниченных методах моделирования. Как только
Как остановить нейродегенеративные заболевания вы приходите к несильно упрощенным описаниям реальных
и старение? Почему российские патенты вредны и систем, то сталкиваетесь с нелинейными уравнениями – и
какой будет электроника будущего? Об этом и многом тупик. Только такие люди, как Яков Борисович Зельдович,
другом с гостем рубрики беседует главный редактор могли с помощью логарифмической линейки делать какие-
журнала Любовь Николаевна Стрельникова. то оценки.

Но если есть потребность и запрос, то всегда, рано или
поздно, приходит решение. Так появились численные мето-
ды, и решения любых систем дифференциальных уравнений
стали нам доступны. Потом появились компьютеры, методы
квантово-химических расчетов… И вдруг оказалось, что я
могу взять структуру любого белка, который есть в теле чело-
века, и рассказать вам, как он работает. Кстати, сегодня в PDB
(Protein Data Bank), банке данных трехмерных структур белков
и нуклеиновых кислот, собрано около 150 тысяч структур,
то есть почти все белки человека. Правда, пока одну задачу

2

мы считаем два месяца на российском суперкомпьютере хемофилия «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
«Ломоносов». Но каждые десять лет производительность
компьютеров увеличивается в тысячу раз. Так что через двад- институтов страны. РФФИ это поддержал. И сегодня я воз-
цать лет эти задачи будут решаться онлайн. Когда скорости главляю проект РФФИ по теме «Новые материалы на основе
вычислений превысят скорости развития реальных событий, 2D-наноразмерных структур для преобразователей, накопи-
исчезнет будущее. телей энергии и катализа». Он объединяет 17 научных групп
из Москвы, Новосибирска, Ростова, из Уральского региона.
Но ведь не все задачи можно формализовать, чтобы потом В этом году мы заканчиваем работу, и могу сказать, что ре-
обсчитать на суперкомпьютере? зультаты получились отличные. На их основе можно сделать
конденсатор, который обеспечит движение автомобиля на
Конечно, пока не такое уж большое количество задач можно пятьсот километров.
описать в виде математических уравнений или законов. Но
вот это и есть наука, и в конце концов она позволяет это сде- Вот оно, торжество химии, которая наше все!
лать. Как только вы сформулировали гидродинамическую
задачу движения облаков, вы можете предсказать погоду. Не торопитесь радоваться. Действительно, выполнены
Как только вы сформулировали задачу изменения актив- исследования высочайшего уровня, для которых, правда,
ности фермента с единичными заменами аминокислот, вы пришлось закупать реактивы за рубежом, задача решена.
можете предсказать появление болезней. Это революция, Казалось бы, бери и производи. Но здесь-то все и заканчи-
потрясающая и удивительная. Я прежде думал, что главное вается, потому что в стране нет ацетонитрила, нет нужной
– эксперимент, что только в эксперименте можно найти кон- и относительно простой фосфорорганики, нет подходящих
станты для модельных уравнений. А теперь, оказывается, компонентов электролитов. Задача становится унылой
тебе их и находить не надо – ты их просто вычисляешь для – чтобы сделать суперконденсатор, надо поднять целую
процессов, которые даже не можешь детектировать. Потом индустрию, что не под силу никакому академическому
ты показываешь в реперных точках, что они стопроцентно сообществу. Это пример того, как малотоннажная химия,
соответствуют эксперименту и твоей теории. Наука стано- точнее, ее отсутствие, превращает «наше все» в ничто.
вится цифровой. Собственно, вся наша жизнь состоит из таких примеров.
Такого класса задачи требуют централизованного внимания,
Все эти формализации, на мой взгляд, грешат обилием вво- государственной координации.
димых поправочных коэффициентов, взятых из ниоткуда и без
объяснений. Или подгонка – дело в науке обычное? Вы правы, утрата малотоннажной химии – одна из самых
болезненных потерь для отечественной химии. Я вспоминаю
Так было всегда, но это эмпирический подход. А есть фунда- времена моей юности, когда я работала в науке. Какой не-
ментальный – ab initio, «от начала», когда в описании какого бы вероятный ассортимент отечественных реактивов разной
то ни было явления не должно быть никаких констант, кроме квалификации стоял у нас в лаборатории в шкафу и на полках!
фундаментальных, типа постоянной Планка или константы Никому и в страшном сне не могло привидеться, что исследо-
Больцмана. Сегодня цифровая наука позволяет перейти от вателю придется покупать реактивы где-то за рубежом, ждать
полуэмпирики к фундаментальности, и я с удовольствием в их месяцами. Кстати, тогда формализма и бюрократии точно
этом участвую. было меньше, да и многие вопросы решались быстрее и про-
ще. Согласны?
На какой глобальный вопрос вы хотели бы получить ответ, ис-
пользуя мощь цифровой науки? Многие вопросы, которые тогда решались легко, сегодня не
решаются в принципе. Вот вам пример. Много лет я всерьез
Я надеюсь, что в ближайшее время физики объяснят, что такое увлекался термофилами Камчатки. Первую экспедицию на
Большой взрыв и как все это произошло. Камчатку мы организовали в 1979 году. Мы рассчитывали
найти в термофилах ферменты, которые будут активно рабо-
И что было до Большого взрыва... тать в кипящей воде. Нашли, и потом каждый год раз или два
обязательно ездили на Камчатку за образцами. Не состав-
Да, и это тоже. Все из ничего – красивая концепция. Обра- ляло никакой проблемы и никакого труда организовать эти
зование вещества, звезд, планет, галактик, которые разлета- поездки. Я посылал девушку в бухгалтерию, она приносила
ются из одной точки, – наверное, так все и было. Во всяком портфельчик рублей, и единственная проблема была – купить
случае, это не противоречит наблюдаемым данным. билеты на самолет туда и обратно. И все. Там нас ожидал
вертолет Института вулканологии РАН, чтобы забросить нас
А может быть, эта концепция в конце концов окажется несо- на вулкан Узон или в Долину гейзеров. Нам очень сильно по-
стоятельной. Ведь истина рождается как ересь и умирает как могал мой товарищ Геннадий Александрович Карпов, тогда
заблуждение. Собственно, наука так и развивается. он работал заместителем директора Института вулканологии.
Все было как-то по-человечески и не было никаких проблем.
Может быть. В моем университетском учебнике «Химиче- А потом вдруг – раз! – и это стало практически невозможно.
ская энзимология» первую главу предваряет эпиграф из Рея В 1991 году.
Брэдбери, созвучный вашему взгляду: «История науки – это
история идей, которые изменили мир, но которые были сна- 3
чала осмеяны и отвергнуты».

Давайте с высот теоретической науки опустимся в повседнев-
ную жизнь. Суперконденсатор можете сделать для народа?

Можем. Мы начали активно заниматься этим пять лет назад,
когда стало ясно, что графен можно использовать в качестве
проводника, полупроводника и накопителя. У нас уже есть
несколько решений. Мы сделали удивительный катод из про-
изводного углерода, обогащенного графеном, с эффектив-
ным связанным кислородом. А это важно, поскольку любая
электрохимическая реакция сводится к взаимодействию ме-
талла с кислородом. Когда мы получили хорошие первичные
результаты, я предложил РФФИ сделать кластерный проект,
чтобы объединить усилия разных научных групп из разных

Научные конференции – место встречи друзей. Камчатская международная Термофильные белки имеют повышенную структурную ионную
конференция, которую организовывал Сергей Дмитриевич Варфоломеев (в защиту. Они сильно стабилизируются за счет дополнительных,
центре), не исключение. Слева – Роалд Хоффман, лауреат Нобелевской премии классических кулоновых связей. Этими исследованиями в
по химии, справа – Джеймс Вайльд , директор Института биохимии и био- мире занимаются многие. Но понимаете, что мы сделали по
физики Техасского университета A&M (TAMU) большому счету? Мы открыли миру эту фантастическую зону
Камчатки.
И тогда я придумал проводить раз в пять лет между-
народную научную конференцию на Камчатке. К нам Микробиологический рай?
приезжали исследователи из разных стран. А по сути,
собиралась всегда великолепная компания из 20–30 бро- Да. И он удивительный, потому что в мире таких регионов
дяг по миру, которые ищут нетривиальных микробов во больше нет. Там сошлось редкое разнообразие самых разных
всех горячих источниках, где бы они ни были. Плюс наша природных факторов – температуры, кислотности, химиче-
большая команда. Первую конференцию провели в 1995 ского состава. На месте потухшего три миллиона лет назад
году, последнюю – в 2010-м. Просто на Камчатке мы уже вулкана Узон образовалась гигантская чаша диаметром 29
сделали все, что возможно. километров – кальдера. Сейчас это поле термальных ис-
точников, в каждом из которых – свой живой мир, потому что
Все сделали? Такое в науке бывает? условия разные: в одном много мышьяка, в другом – золота, в
третьем рН три, а в четвертом рН тринадцать. Кстати, фильм
До наших экспедиций на Камчатку господствовал абсолютно «Земля Санникова» снимали именно там, в 15 километрах
нулевой уровень понимания, как молекула белка может быть от Долины гейзеров. Так вот, наши коллеги со всего мира
устойчива при 120 градусах. Теперь, когда мы выполнили приезжали на мои конференции только ради того, чтобы на-
цикл работ на Камчатке, мы знаем ответ, знаем почему и черпать камчатской грязи и увезти с собой для исследования.
как. Сегодня для каждого белка мы можем предсказать, при
какой температуре он расплавится. Этих белков бесконечное Откуда у вас такая любовь к химии?
количество, бесконечное разнообразие. Мы, например, от-
крыли белки, которые переносят электроны и работают при Может, все дело в том, что я родился в военной части хим-
80–100 градусах. И кстати, ферменты, работающие в кипящей защиты, неподалеку от города Кургана? Шучу. Мой отец
воде, сегодня добавляют в стиральные порошки, в те самые был офицером в химвойсках, а мама была доктором, так что
порошки с энзимами. химия всегда была рядом со мной с самого моего рождения.
Дмитрий Федорович Варфоломеев, мой отец, – совершенно
Но это как-то противоречит школьному курсу. Нас учили, что выдающийся человек. Когда началась война, он, как студент
при температуре больше 60 градусов происходит денатурация Ленинградской Техноложки, был на практике в Шиханах, где
белка. делали химическое оружие. Прямо там его взяли в армию.
Химоружие тогда было одним из главных факторов сдержи-

4

вания, и нужно было обеспечить его производство. Ведь ни- хемофилия
кто не знал, применят ли немцы химическое оружие, как они
это сделали во время Первой мировой войны, или нет. Отец тых набрался только один 11-й класс. Этот последний год в
рассказывал, что в трехстах километрах от линии фронта с школе мы не столько учились, сколько работали рабочими на
нашей стороны стояли цистерны с отравляющими вещества- нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Мы
ми – ипритом, синильной кислотой и другими. работали по сменам. Я помню установки, аппараты. У меня
даже есть разряд, третий или пятый, оператора-прибориста
После войны он закончил Уральский политехнический нефтехимических производств. Это было здорово! Учился
институт и по распределению попал в Уфу, где прожил яр- легко, уроки никогда не делал. У нас был потрясающий учи-
кую жизнь, создав несколько нефтеперерабатывающих за- тель химии – Факия Малиховна Бахтизина. Она сама так была
водов. И на всех этих заводах он поработал какое-то время увлечена химией, так захватывающе рассказывала о ней, что у
директором. У него была железная нервная система. В его нас просто не было шансов не заразиться. Вообще, будущую
ведении было установки, каждая из которых перерабатывала профессию человека во многом определяет учитель.
6 миллионов тонн нефти в год. А вокруг этих установок – еще
150 разных производств. Конечно, на них постоянно что-то Многие из вашего выпуска выбрали химию?
случалось. И конечно, сразу звонили папе. У меня перед гла-
зами картина: звонок в три часа ночи, он берет трубку, что-то Химию выбрали почти все и дружными рядами пошли в
говорит, говорит, кладет трубку и тут же засыпает. уфимской нефтяной институт. Это же от дома триста метров,
и проблем с работой не будет, потому что регион нефтяной.
В этом году исполнилось сто лет со дня его рождения. В Уфе И не прогадали. Я один поехал в Москву поступать в универ-
была организована специальная конференция в его честь. И ситет. И тоже не прогадал.
доска мемориальная висит на доме, в котором мы жили. А
я потом участвовал в программе уничтожения химического Поступили в МГУ легко?
оружия. Мы сделали много ферментов, которые разлагают
зарин, зоман, Ви-Экс (VX). Надеюсь к Новому году выйдет В тот год конкурс на Химический факультет был запредель-
наша с Аленой Ефременко книжка «Фосфорорганические ный – 28 человек на место. Почему? Во-первых, слились
нейротоксины».

Красивая семейная история: папа создавал химическое ору-
жие, сын уничтожал… А в какой школе вы учились?

Школа у меня была замечательная, 61-я школа в Уфе. В 1961
году только ввели одиннадцатилетку, и многие не пошли в
11-й класс, а ограничились десятью. В итоге из трех деся-

На международные научные конференции на Камчатке приезжали исследова-
тели со всего мира, чтобы начерпать камчатской грязи и увезти с собой для
исследования

«Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru

5

Фото: Олег Иванов, МИА «Россия Сегодня»

Сергей Дмитриевич Варфоломеев, молодой кандидат наук и молодой препода- Видимо, дала о себе знать спортивная закалка – прийти к фи-
ватель химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, 1976 г. нишу первым. А как вы выбирали специальность?

десятиклассники и одиннадцатиклассники. Во-вторых, Сначала я пошел на кафедру природных соединений. А
государство в лице Хрущева решило, что нам надо брать в потом на дне открытых дверей мне попался на глаза со-
университет и институты производственников. В результате вершенно выдающийся профессор Березин Илья Василье-
у нас на курсе школьников было всего 20%. Тогда, чтобы вич. Его обожали все ученики. Он был великой личностью.
пройти, надо было набрать 50 баллов: 5 оценок из аттеста- Когда студенты спрашивают, как выбрать специальность,
та и 5 оценок за экзамены в университет. Понятно, что все кафедру, я говорю, что прежде всего надо выбрать себе
они должны были быть пятерками. И моя золотая медаль руководителя и учителя. Науку вы освоите любую, но учи-
не имела никакого значения. Это был просто один допол- тель будет определять в вашей судьбе многое. В Березине
нительный балл. я увидел своего учителя и выбрал его кафедру – кафедру
химической кинетики, где он заведовал лабораторией. И
И вот тут-то мне помогло мое серьезное увлечение спор- это был отличный выбор, потому что ни один химический
том. В то время я входил, наравне со студентами, в состав процесс, природный или нет, невозможно описать без
молодежной сборной Башкирии по легкой атлетике и уже химической кинетики. Институт химической физики пи-
в 9–11 классах ездил на соревнования по всей стране. А на тался выпускниками этой кафедры. Создание химической
Химфаке в то время был очень сильный спортсовет. Володя кинетики сложных химических процессов – это величайшее
Шевельков, Алеша Толмачев – их все знали и уважали. А достижение современной науки.
они присматривали среди абитуриентов спортивных ребят,
поддерживали их на экзаменах и следили за продвижением. Можно сказать, что вашим учителем был и Николай Николае-
Так что на химфак я поступил в значительной степени как вич Семенов, единственный лауреат Нобелевской премии по
спортсмен. Кстати, ничего плохого в этом нет. Способность химии в России. Ведь тогда именно он заведовал кафедрой
бороться, идти до конца, к финишу, – это ведь как в спорте. химической кинетики.
Если человек получил такую закалку с детства, занимаясь
спортом, то и в науке у него получится. Очень жаль, что Мой прадед в науке – Николай Николаевич Семенов, мой
нынешнее студенчество так не увлечено спортом, как мы в дед – Николай Маркович Эмануэль, а отец – Илья Васильевич
свое время. Березин. Все – великолепные исследователи и блестящие
профессора. На кафедре Семенов бывал редко, но пару лек-
Учиться было сложно? ций он нам прочитал. Помню, пришел я на лекцию, ожидая,
что сейчас Семенов расскажет, как бомбу делали, это было
Нет, в университете я учился легко, экзамены по большей бы логично. А он рассказал о двух типах мутагенеза – хими-
части сдавал досрочно. Это была такая своего рода игра – ческом и радиационном. И в этой непредсказуемости – суть
народ только идет сдавать экзамены, а я уже отправляюсь Семеновской школы. Ведь чем она хороша? Своими под-
на каникулы. ходами к исследовательской деятельности. Что надо делать

6

с молодыми учеными и аспирантами? Семенов говорил, хемофилия «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
что их, как щенков, надо бросать в воду. Выплывет – все в
порядке. Не выплывет – извини. Собственно, так с нами, Государственную премию СССР за химические основы био-
с молодыми, Березин и поступал. Второй подход касался логического катализа.
сути научной работы. Семенов говорил нам: «Я не могу по-
нять, как может человек, занимающийся научной работой, А какой поворот в тематике случился после защиты доктор-
всю свою жизнь решать одну и ту же задачу. После диплома ской?
надо кардинально менять тему диссертационной работы.
После кандидатской надо менять тему докторской… Тогда у Мы занялись природой наркомании. Ведь в ее основе – химия
вас будет интерес, кругозор, много новых полезных знаний, ферментов, химия белка. У нас работала великолепная коман-
которые дадут новые идеи». да. По результатам исследований мы вместе с С.В. Зайцевым
и К.Н. Ярыгиным написали книгу «Наркомания. Нейропептид-
Это старая школа, и он не одинок в своем подходе. Наталья Пе- морфиновые рецепторы», которую издал университет. Это
тровна Бехтерева, между прочим, абсолютный в этом смысле была первая книга, которая описала механизмы наркомании
аналог. Она задавалась каким-то вопросом, находила ответ, на биохимическом уровне.
переворачивала страницу и закрывала эту книгу, чтобы начать
с чистого листа. И бралась за совершенно другую задачу в К тому времени я уже был завотделом биокинетики на кафе-
рамках своей дисциплины, конечно. дре химической энзимологии, которую создал Березин. Мы
занимались ферментами синтеза простагландинов. А потом,
Это очень правильный и плодотворный подход. Во-первых, в 1987 году, Илья Васильевич ушел из жизни, и коллектив
вы можете использовать старые методы для решения прин- кафедры избрал меня заведующим кафедрой химической
ципиально новых задач. Во-вторых, у вас появляется инте- энзимологии, которой я руковожу с тех пор.
рес, потому что вы сталкиваетесь с чем-то другим, порой
совершенно новым. А без интереса науку не сделаешь. Ну Знаменитая кафедра, многие известные в науке люди – ее вы-
сколько можно, в самом деле, заниматься нуклеофильным пускники.
замещением в рядах алифатических и ароматических кис-
лот? Многие исследователи этим занимаются, и занимаются Да, кафедра выдающаяся. Сегодня на кафедре работают
с удовольствием. Но у них нет чувства нового и понимания пять членов академии наук. Все директора всех институтов
нового. Академии наук, где есть сочетание слов «химия» и «био», –
мои бывшие студенты. Академик Саша Габибов, заместитель
Ваши кандидатская и докторская – иллюстрации такого под- директора по научной работе Института биоорганической
хода? химии РАН, президент Российского общества биохимиков и
молекулярных биологов; член-корреспондент Сергей Бачу-
Для кандидатской диссертации я придумал светочувстви- рин, директор Института физиологически активных веществ
тельный фермент и научился регулировать его активность РАН; член-корреспондент Володя Попов, директор Федераль-
светом. Моя первая статья в «Докладах Академии наук» как ного исследовательского центра «Фундаментальные основы
раз была про моделирование зрения. Мы сделали абсолютно биотехнологии» РАН (бывшего Института биохимии); Илья
искусственную систему: фермент химотрипсин и коричная Курочкин, директор Института биохимической физики имени
кислота вместо ретиналя. Она стала основой принципиально Н.М. Эмануэля РАН.
новой фотографии. Эта фотография была сделана, вышло
много статей, много патентов. Но очень скоро цифровые Во всех ведущих центрах мира на высоких позициях рабо-
технологии похоронили аналоговую фотографию. тают наши бывшие студенты. Помню, в 2000 году приезжаю
в Хьюстон, там гигантский биотехнологический центр. Объ-
Моя докторская была посвящена открытию нового явления являют мою лекцию, и на нее приходят двадцать моих бывших
– биоэлектрокатализа. Мы открыли, что белок на границе раз- студентов. Потом мы вместе пьем пиво и с песнями едем в
дела фаз с ионной и электронной проводимостью способен аэропорт.
принимать электроны, окисляться, восстанавливаться за
счет чисто электрохимической реакции. Это редокс-белки, Вы всю жизнь так или иначе занимаетесь химической энзи-
которые могут работать в электрохимии. Берете углерод, мологией. В области природного биокатализа как явления
покрываете его слоем фермента гидрогеназы, получаете осталось ли что-то неизведанное? Или вы знаете все?
электрод, который на порядки эффективнее платинового
электрода в реакциях окисления водорода. Берете другой Понимаете, какая штука. Принцип биокатализа понятен, но
электрод, где кислород работает, и эти два электрода создают деталей, конечно, бесконечное количество, и каждый кон-
электрическую цепь. Потом на этой основе были сделаны кретный случай – это порой большие и сложные исследова-
классные топливные элементы, биосенсоры, ведь химия био- ния. В последнее время я сделал несколько работ по теории
сенсоров – как раз сопряжение электрических и ферментных устойчивости метаболизма. Мутации в генах приводят к за-
явлений. Большая история получилась. менам в аминокислотной последовательности ферментов. В
результате может измениться их каталитическая активность,
Но ведь это совершенно необычное явление, это открытие! Вы стабильность, адресность. А это уже предрасположенность к
зарегистрировали его соответствующим образом? разным заболеваниям. Скажем, снижение активности холи-
нэстеразы неизбежно приведет к закупорке сосудов. Здесь
Электрохимики до сих пор переживают, что белки так повели много чего интересного и неизвестного. Ферментов много, и
себя на границе раздела фаз, что фермент начал окисляться.
Казалось, этого не может быть, это не вытекает из предыду-
щего знания, но именно поэтому и классифицируется как
открытие. Нашему открытию был присвоен номер 304.

Если учесть, что за сорок лет существования реестра открытий
в СССР в нем собралось около тысячи открытий, то ваш ре-
зультат выдающийся. Какую-нибудь государственную награду
за это получили?

В 1974 году мы получили премию Ленинского комсомола за
фоторегулируемые ферментные реакции, а в 1984 году –

7

Фото: Олег Иванов, МИА «Россия Сегодня»

Учитель и ученик: декан химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносо- Ну почему же. Вот уже месяцев шесть, как я директор нового
ва, заведующий кафедрой химической энзимологии, член-корреспондент РАН института – Института физико-химических основ функцио-
Илья Васильевич Березин и кандидат химических наук Сергей Дмитриевич нирования сетей нейронов и искусственного интеллекта МГУ
Варфоломеев, 1976 г. имени Ломоносова. Я с таким громадным удовольствием сей-
час работаюв этой области! Каждый день приносит какое-то
каждый из них нуждается в отдельном рассмотрении, причем новое фантастическое решение, которое прежде никогда бы и
от генома – к белку. в голову не пришло, если бы не было объединения столь разных
научных и творческих сил под одной крышей. Директорство
Приведу пример. В мозгах есть фермент N-ацетиласпартат всегда дает новые возможности.
гидролаза, который гидролизует N-ацетиласпарагиновую
кислоту. В 30-х годах прошлого века американский невро- Ректор МГУ Виктор Антонович Садовничий, совершенно
патолог и патологоанатом Миртель Канаван открыла наслед- выдающийся человек, год назад создал при университете
ственное заболевание, характеризующееся прогрессирую- пять новых исследовательских институтов. Сделал это для
щим поражением нервных клеток мозга. Впоследствии его того, чтобы насытить идеями новую технологическую до-
стали называть болезнь Канаван. Люди, страдающие этим лину, которую он строит при университете. Вы же видели
заболеванием, умирали в младенчестве и детском возрасте. эту гигантскую территорию, где построены библиотека МГУ,
Механизм болезни удалось выяснить только теперь, когда Шуваловский корпус, Ломоносовский корпус. Она сопоста-
появилась возможность заглянуть в мозг больного с помо- вима, если не больше, с исторической территорией нашего
щью томографа. Эти исследования выполнили не только мы. университета. Надо быть только Садовничим, чтобы так при-
Оказалось, что у больных уровень N-ацетиласпарагиновой растить университет.
кислоты в пять раз выше, чем в норме. Избыток этого ве-
щества говорит о том, что фермент, который это веществе Виктор Антонович – настоящий император, пекущийся о при-
гидролизует, не работает. В чем проблема? Проблема в том, ращении земель к своей империи.
что в белке фермента есть четыре аминокислотные замены,
которые уменьшают каталитическую активность фермента. Да, император. Я иногда с ним встречаюсь, рассказываю
Они идентифицированы с помощью суперкомпьютера. Все о своих исследованиях и успехах. В частности, недавно я
эти важные выводы и новое знание – исключительно продукт рассказал ему о наших работах в области спектроскопии
компьютерного вычисления. мозговых процессов. Химия и кинетика здесь принципиаль-
ны. Сегодня в мозге можно увидеть многое, современное
Четыре года назад вы ушли с поста директора Института био- оборудование позволяет. Например, у вас возбуждается
химической физики и остались его научным руководителем. зрительная кора, когда вы на что-то смотрите. Это автома-
Стало легче? Появилось больше времени для исследований и тически в течение одной секунды ведет к расширению ми-
размышлений? Никаких новых скачков? крососудов. Увеличивается кровоснабжение возбужденной
части мозга, появляется сигнал BOLD – Blood Oxygen Level

8

Dependent. C помощью контроля этого фактора мы следим хемофилия
за зонами возбуждения. Вот на десятой секунде BOLD-
сигнал исчез. В это время уже возникают двухсекундные и кислорода. Если смесь еще и подогреть, то это хорошая
химические процессы, гидролиз N-ацетиласпарагиновой промывка всех микрососудов во всех органах и тканях, в
кислоты. В мозге ее 5 миллимоль, гигантское количество. том числе и в мозге. Они уже пролечили две с половиной
Она гидролизуется с образованием уксусной и аспараги- тысячи пациентов. Берете маску, надеваете и десять минут
новой кислот. Обе эти кислоты участвуют в дальнейших дышите. Моя жена сказала, что так легко стало дышать, что
биохимических процессах. Эта химия хорошо видна в после процедуры она буквально вспорхнула на третий этаж.
ЯМР-спектрах, и это все промоделировано. Нужно просто
лечь в томограф, обычно это делаю я – экспериментирую Закупорка капилляров – дело механическое. А какая здесь
на себе. Сейчас мы публикуем подряд несколько статей, химия?
которые все это описывают.
Химия здесь очень простая. Закупорка сосудов ведет к тому,
Когда я рассказал об этом Виктору Антоновичу, появилась что происходит переключение метаболизма – с аэробного,
идея создать соответствующий исследовательский институт связанного с кислородом, с митохондриями, с молекулами
МГУ. Сейчас я этим и занимаюсь. Правда, еще довольно мно- АТФ, на анаэробный, а это много молочной кислоты и мало
го разных формальных вещей, которые надо преодолеть. Но АТФ. Молочная кислота закисляет клетки, активность фер-
не в первый раз, преодолеем. ментов падает, ведь большая часть ферментов работает
при нейтральном рН. При снижении рН на одну единичку
У вас будут работать штатные сотрудники МГУ с разных активность ферментов падает в десять раз. Ферменты
факультетов и кафедр? Ведь у вашего института нет своего теряют метаболическую активность, последствия этих
здания, как я понимаю. Это такой распределенный открытый нежелательных процессов накапливаются, и нейроны от-
институт под крышей МГУ? мирают. В 70–80 лет работает только четверть нейронов.
И на этих с трудом выживающих нейронах начинают идти
Я привлекаю людей, что называется, со всей округи. В уни- дегенеративные процессы. В частности, процесс образо-
верситете мы собрали исследователей, специалистов в этой вания амилоидных бляшек.
области. А кроме того, у нас есть очень сильные партнеры,
например – академик Чучалин. Его команда с нашей помо- Если нам удастся эту программу довести до конца, то начнем
щью сделала очень хорошую работу – научилась "продувать" омолаживать людей. Мы собираемся совместить томограф
мозги человека смесью гелия с кислородом. Старческие со спектрометром и этой дыхательной установкой «Гелиокс»,
болезни, инсультные явления большей частью связаны с чтобы следить за процессом онлайн. Я уверен, что это очень
тем, что закупориваются не магистральные сосуды, которые хорошая профилактика нейродегенеративных заболеваний и
смотрят с помощью УЗИ, а микрокапилляры, которые заку- совершенно потрясающая область исследований.
пориваются водой и белками. В старости работы сердечной
мышцы уже недостаточно, чтобы эти капилляры прокачать. Так что исследователи высокого класса в моем институте
Александр Григорьевич Чучалин с выдающимся инженером есть, хуже с оборудованием. Вот сейчас мне нужно найти
Александром Андреевичем Паниным сделали технологию, деньги, чтобы купить томограф на семь тесла. Он стоит пят-
которую они называют гелиокс. Это – дыхание смесью гелия надцать миллионов евро. Ищу спонсоров.

Искатель приключений – на воде, на суше и в науке... Исследование химии памяти тоже входит в число задач вашего
института?
«Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
Да, и она довольно проста. Весь наш мозг представляет
собой мощную нейросеть – 109 нейронов. Каждый нейрон
образует от ста до тысячи контактов с другими клетками. Это
сеть, которая обеспечивает запись, хранение, активацию
и считывание информации. Главное элементарное звено
здесь – синапс, область пересечения. Существует пять-
шесть типов синапсов, разных по химической природе. Но
главный – ацетилхолиновый синапс. За всю жизни человек
запоминает 109 бит информации. А объема синапсов в мозге
достаточно, чтобы обеспечить 1010 бит нашей памяти. Сейчас
мы опубликовали несколько статей по протонному меха-
низму записи информации. Мы полностью смоделировали
действие синапса.

А что стоит за словами «искусственный интеллект» в названии
вашего института?

Стоит цифровой двойник мозга человека, который мы сейчас
будем делать. Постараемся учесть все индивидуальные осо-
бенности личности, которые нам будут доступны.

9

Создадите искусственный интеллект с элементами личности, А если рецензент воспользуется вашей методикой, быстрень-
чтобы он заменил человека? А что люди будут делать? ко сделает свой эксперимент и опубликует первым?

Обязательно что-то придумают. Социальные условия У меня нет паранойи – пусть пользуется.
все время меняются, и непрерывно происходит смена
интересов, отмирание и рождение новых профессий. То есть к интеллектуальной собственности вы относитесь спо-
Искусственный интеллект – это оперирование инфор- койно? У вас ведь около 60 патентов. Зачем же вы патентуете?
мацией. А оперирование качественной информацией Роялти получаете?
ведет к изменению материального обеспечения в первую
очередь. Исчезнет значительная доля профессий в сфе- Продали в момент выживания пару международных патентов,
ре материального производства, в сельском хозяйстве. получили мелкие деньги. Но я вообще-то выступаю против
Появятся, например, технологии аэропонного культиви- патентования и часто говорю на бюро нашего отделения в
рования растений. Мы, кстати, занимаемся разработкой РАН, что совершенно бессмысленно тратить государственные
таких технологий. деньги на производство российских патентов. Вы в патенте
раскрываете суть в расчете на то, что кто-то этот патент у вас
Вообще, объективно в мире есть только две проблемы – купит. Однако в России это не принято, единичные случаи. Хо-
энергия и время. Всякая экономия сводится к экономии вре- рошо если из десяти тысяч патентов сотня где-то как-то начала
мени, писал Карл Маркс. Искусственный интеллект позволит работать. Но ваши раскрытые данные становятся общедоступ-
повысить производительность труда и высвободить время. А ными, чем с удовольствием пользуются китайцы. Это дело надо
экономика и повседневная жизнь будут определяться только было давно прикрыть и публиковать только международные
энергетическими источниками. Появится совсем другая эко- патенты, хотя они и дороже. Но у нас ведь начальство понять
номика, базирующаяся на совершенно другой энергетике. этого не может. У нас один из критериев успешности научной
Если у вас есть хороший источник энергии, вы всегда найдете организации – количество патентов.
формы ее трансформации, например, в питание, в погоду, в
свежий воздух, чистую воду… Патенты – это побочный продукт научной деятельности. И
некоторые наши патенты мне очень нравятся. Вот, например:
Хороший источник энергии – это Солнце? мы сделали выдающийся антипирен, вещество, которое
делает древесину негорючей. Таких веществ известно не
Николай Николаевич Семенович был глубочайшим идеологом так много. Но в данном случае прелесть в том, что это веще-
использования энергии Солнца. У него был научный совет ство получают из отходов переработки древесины. Берете
Академии наук СССР «Изыскание новых путей использования лигнин, окисляете, модифицируете – и вот вам антипирен.
солнечной энергии», и в этом совете я был самым молодым Обрабатываем поверхность изделия из дерева или пласти-
кандидатом наук. Именно Семенов заразил нас этой идеей. ка – и они не горят. Сейчас государство пытается сделать
Я уверен, что солнечной энергии хватит на все нужды чело- соответствующую государственную научно-техническую
вечества с избытком. программу. А мы с Татнефтью даже сделали небольшой за-
вод по производству этого антипирена.
Но хватит ли материальных ресурсов на изготовление
устройств для трансформации солнечной энергии в электри- Да, уроки Семенова вы, похоже, отлично выучили. Биокатализ
чество? Ведь природные запасы элементов, из которых дела- и нейрохимия, камчатские термофилы и антипиреновый за-
ют те же полупроводниковые гетероструктуры для солнечных вод, суперконденсаторы для электромобилей, искусственный
батарей и элементы для смартфонов, ограниченны, Земля – интеллект, теория устойчивости метаболизма…
это объект с конечными размерами.
Просто у меня есть отличная база – современная химическая
Вся электроника будущего будет построена на кремнии и кинетика от эксперимента до суперкомпьютера, а все осталь-
углероде. Просто сейчас нет такой задачи. А когда она воз- ное – производные, и этих производных много.
никнет, то все произойдет быстро. Химия углерода – это
потрясающая область. Любите преподавать? Учить молодежь?

Когда вы приезжаете на конференцию в любую точку мира и Мне нравится преподавать, хотя сегодня это сложно. Много
вас все узнают – это успех? нового, а я еще не со всеми старыми задачками разобрался.
Между прочим, полное профессорское преподавание – это
Понимаете, я сейчас отказываюсь от 95% приглашений, очень тяжелая работа. Я вспоминаю Олеся Михайловича Пол-
которые приходят каждый день, выступить с докладом на торака, он читал потрясающие лекции по физической химии.
конференции. Категорически нет на это времени. Послед- Но он два дня к лекциям готовился, один день читал и потом
ний пленарный доклад я делал на конференции в Париже, один день отдыхал. Помнится, я читал общий курс биохимии
посвященной 100-летию ИЮПАК. Я был единственным для всего химического факультета, и я больше ничем другим
приглашенным докладчиком из России. И меня это сильно уже заниматься не мог. Полтора года я его готовил, потом
огорчило. несколько лет читал. А наука – жестокая вещь. Ты должен за-
ниматься ею непрерывно. Если ты на год-два-три выскочил
Участие в разного рода советах, редколлегиях не добавляют из ее объятий, то уже отстанешь навсегда.
вам чувства собственной значимости?
Что движет вами в науке?
Я стараюсь этого избегать. У меня в университете есть
ваковский совет – и достаточно. Я даже стараюсь не уча- Исключительно интерес. Ощущение, что ты вдруг что-то
ствовать в рецензировании статей, отбиваюсь как могу. понял, а никто еще об этом даже не начинал думать – это
Это большая работа, надо прочесть, разобраться, понять… хорошее, бодрящее чувство. Главное – не бояться браться
А у меня много своих интереснейших исследовательских за новые сложные задачи. Собственно, этому и учил нас Ни-
задач, которые требуют моего времени, и они – безуслов- колай Николаевич Семенов. Когда мы занялись нейронными
ный приоритет. сетями, казалось, что с этим невозможно будет разобраться.
Однако на деле оказалось, что химия мозговых процессов
У вас есть конкуренты в науке? примитивна! Как атомная бомба. Природа любит простые и
красивые решения.
Конкуренция в науке была, есть и будет. Но часто бывает
недобросовестная конкуренция. Случается, рецензент-кон-
курент заворачивает нашу статью. Но вообще-то потом мы
обычно побеждаем.

10

Нобель:

медаль
на продажу
и другие
истории

И.А. Леенсон

Нобелевские медали не часто появ- металла в современной нобелевской http://www.thecourier.co.uk Расследование
ляются на аукционах. Причины же, по медали примерно на 5500 долларов, «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
которым золотые кружочки выставля- медаль старого образца содержит резиденции датских королей, где они
ются на продажу, могут быть разные: золота примерно на 9000 долларов. хранятся по сей день.
споры между наследниками (медаль, Но, конечно, стоимость нобелевской
в отличие от денег, нельзя разделить), медали на аукционе определяется Третьей проданной нобелевской
желание пожертвовать деньги на прежде всего ее уникальностью (не медалью стала медаль лауреата Но-
благотворительность, тяжелые мате- может быть двух одинаковых медалей), белевской премии по химии за 1956
риальные обстоятельства лауреата а также известностью лауреата. год (совместно с Н.Н. Семеновым) ан-
или членов его семьи. По последней глийского химика Сирила Хиншелвуда
причине, например, была продана Первыми в истории Нобелевских (1897–1967). Хиншелвуд никогда не
медаль больного деменцией Роуса — премий были проданы на аукционе был женат, прямых наследников у него
чтобы оплачивать расходы на лечение 12 марта 1940 года золотые медали тоже, по-видимому, не было, и после
лауреата в доме престарелых. нобелевских лауреатов датчан Нильса смерти лауреата нобелевскую медаль
Бора (1885–1962), получившего пре- продал его правопреемник. Известно,
Золотая нобелевская медаль стоит мию по физике за 1922 год, и Августа что эту медаль купил в 1976 году за 15
дорого, даже исходя из количества зо- Крога (1874–1949) — премия по физио- тысяч долларов торговец монетами в
лота в ней. Медаль, изготовленная до логии и медицине за 1920 год. Медали Лос-Анджелесе. И в этом же городе
1980 года, была из 23-каратного золота купил неизвестный, а вырученные на спустя 40 с лишним лет эта медаль в
(проба 958), она весит около 220 г (вес аукционе деньги по желанию лауреа- ноябре 2017 года была выставлена на
мог немного меняться от года к году). тов предназначались в Фонд помощи аукционе. Владельцы предполагали,
В последующем нобелевские медали Финляндии, которая подверглась что ее купят за 200–400 тысяч долла-
стали делать из 18-каратного золота агрессии (по случайному совпадению ров. Однако сообщений о том, была ли
(проба 750) и покрывать тонким слоем в этот же день, 12 марта, между СССР эта медаль продана, найти не удалось.
чистого золота. Эти медали весят 175 г и Финляндией был заключен мирный
(за исключением медалей лауреатов по договор). Купивший медали (сколько В 1985 году была продана медаль Но-
экономике: они, наверное, из уважения он заплатил  — неизвестно) передал белевской премии мира (за 1903 год)
к экономике, весят 185 г) и содержат их в Музей национальной истории в британца Уильяма Рандала Кримера
131 г чистого золота. А так как цена замке Фредериксборге  — старинной (1828–1908), парламентария и пацифи-
золота сильно менялась в последние
десятилетия, менялась и стоимость Медаль Хиншелвуда.
медалей  — если их оценивать только Внизу выгравирована его фамилия и год награждения
по содержанию золота.

Так, в 1975 году 1 унция (31,1 г) золота
стоила 200 долларов, в середине янва-
ря 1980 года — больше 850, с 1982 по
2006 год цена колебалась в пределах
примерно 250–450 долларов, потом
резко пошла вверх, достигнув 1900
долларов в августе 2011 года, а в по-
следние годы колебалась в пределах от
1100 до 1350 долларов. Если исходить
из стоимости золота 1300 долларов за
унцию (42 доллара за грамм), то драг-

11

ста. Ее продали за 11 550 фунтов стер- вдвое дороже, чем медаль Крика, — за «Премия мира» бельгийский премьер-
лингов (примерно 167 тысяч долларов 4 757 000 долларов! Это был новый (и министр Огюст Беернарт (1829–1912).
по курсу того времени). Только через пока абсолютный) рекорд. Часть выру- Медаль была реализована за 659 792
23 года, в 2008 году, была продана ченных денег Уотсон решил потратить доллара (422  500 фунтов стерлин-
следующая медаль, также Нобелев- на благотворительность и поддержку гов). В том же месяце купили медаль,
ской премии мира. Ее получил в 1926 научных исследований. Сама же про- полученную в 1953 году в номинации
году французский премьер-министр данная медаль неожиданно вернулась «Физиология и медицина» немецко-
Аристид Бриан (1862–1932). Продали Уотсону: ее купил на аукционе рос- британским биохимиком Хансом Креб-
медаль за 12 200 евро. Эту медаль, сийский бизнесмен Алишер Усманов, сом (1900–1981). Покупатель заплатил
которая хранилась в музее, украли в чтобы вернуть хозяину. Медаль пере- за нее 275 тысяч долларов.
2015 году и так и не нашли. Интересно, дал Уотсону президент РАН Владимир
чей глаз она сейчас радует? Фортов; церемония прошла 17 июня В сентябре с аукциона ушла медаль,
2015 года в здании Российской акаде- которую получил в 1934 году, также в
В последующие годы продажи нобе- мии наук, где 87-летний Уотсон про- номинации «Физиология и медици-
левских медалей участились, выросла читал публичную лекцию, посвященную на», Джордж Майнот (1885–1950). За
и цена. Возможно, на это повлияли и успехам борьбы с раком. медаль заплатили 545  тысяч долла-
имена лауреатов (они выгравированы ров. В октябре за 795  614 долларов
на медалях). Повлияло и повсеместное Резкое увеличение стоимости золо- продали медаль, полученную в 1963
распространение Интернета, позво- тых нобелевских медалей (теперь за году Аланом Ходжкином (1914–1998) в
лявшего быстро узнавать об аукционах них можно было выручить не десятки, а номинации «Физиология и медицина».
и делать ставки, не выходя из дома. сотни тысяч долларов) не менее резко
Так, в 2012 году в Дании была прода- увеличило число их продаж на аукци- Наконец, в ноябре рекордного 2015
на за 37 тысяч евро (около 50 тысяч онах. Во многих семьях нобелевская года была продана за 461 215 долларов
долларов) медаль нобелевского лау- медаль превратилась из фамильной медаль упомянутого ранее Фрэнсиса
реата по физике за 1975 год Оге Бора реликвии в способ улучшить матери- Пейтона Роуса (1879–1970), получив-
(1922–2009), сына Нильса Бора. альное положение. Медаль Уотсона шего премию в 1966 году по физио-
была продана на аукционе в декабре логии и медицине.
В 2013 году, спустя 10 лет после кон- 2014 года. А ранее, в марте того же
чины нобелевского лауреата Фрэнсиса года, была продана за 1  116  250 дол- В 2016 году за 665 тысяч долларов
Крика (1916–2004), семья решила про- ларов медаль Нобелевской премии ушла медаль, которую получил в 1993
дать его золотую медаль. За нее они мира. Ее получил в 1936 году глава МИД году американский биохимик Кэрри
получили рекордную для того времени Аргентины Карлос Сааведра Ламас Муллис (премия по химии), в 2018
сумму — 2 270 500 долларов, в 50 раз (1878–1959). После его смерти медаль году — за 975 тысяч долларов медаль
больше, чем было заплачено ранее побывала в ломбарде (там за нее дали американского физика Ричарда Фейн-
за любую другую нобелевскую ме- всего 9168 долларов — как за золотой мана (1918–1988), получившего пре-
даль. Покупателем был руководитель лом), сменила нескольких хозяев, пока мию по физике в 1965 году, и за 187 500
китайской биомедицинской фирмы. не попала на аукцион, где за нее дали долларов медаль Томаса Шеллинга
Интересно, что написанное от руки приличную цену. (1921–2016), получившего премию по
письмо Фрэнсиса Крика было продано литературе за 2005 год.
на аукционе значительно дороже — за В июле 2014 года была продана на
5,3 миллиона долларов. Это письмо аукционе за 329 тысяч долларов ме- Заметим, что ушли с аукционов не
Крик написал 19 марта 1953 года сво- даль лауреата Нобелевской премии по все выставленные на продажу медали.
ему 12-летнему сыну Майклу, который физике Джеймса Чедвика (1891–1974), Например, медаль американского пи-
учился в школе-пансионе. В письме который получил премию и медаль в сателя Уильяма Фолкнера (1897–1962),
Крик рассказал, как он и Джеймс Уот- 1935 году. Это была уже перепродажа: получившего Нобелевскую премию по
сон узнали о механизме копирования впервые медаль купил в 1990-е годы литературе за 1949 год, была выстав-
наследственной информации, в ре- некий коллекционер, который и вы- лена на продажу в 2013 году. Однако
зультате которого «живое порождает ставил ее на аукционе. максимальная сумма, которую готов
живое». Письмо сопровождалось ри- был заплатить покупатель, 425 тысяч
сунком, на котором Крик схематически Настоящая «эпидемия продаж» слу- долларов, не достигла порога в 500
нарисовал строение двойной спирали чилась в 2015 году: в течение одного тысяч, и продажа не состоялась. В
ДНК. Письмо заканчивалось словами: года было продано семь нобелевских октябре 2016 года на аукцион была
«Когда приедешь домой, мы покажем медалей. Причем в разных номинациях выставлена нобелевская медаль ма-
тебе модель». Фотография этой моде- (из них четыре — по физиологии и ме- тематика Джона Нэша (1928–2015),
ли тоже стала знаменитой. дицине). Первая продажа состоялась в получившего премию по экономике в
феврале, когда была продана, за 390 848 1994 году. Но медаль не продали, так
Премию Крик получил в 1962 году в долларов медаль (премия по экономике как не была достигнута минимальная
номинации «Физиология и медицина» за 1971 год), которую получил Саймон цена. Кстати, премия по экономике
совместно с Джеймсом Уотсоном. Кузнец (1901–1985). Намного дороже (ее называют «нобелевской» неофи-
Увидев, сколько могут заплатить за но- оценили медаль Леона Макса Ледер- циально) присуждается только с 1969
белевскую медаль, Уотсон (и далеко не мана (1922–2018), получившего премию года по инициативе Банка Швеции. Она
только он) призадумался. После скан- по физике 1988 года, на аукционе, со- учреждена этим банком в честь своего
дала, вызванного его высказыванием стоявшемся в мае. Ее удалось продать 300-летия. Официально она и назы-
о связи расы и интеллекта, 79-летний за 765 тысяч доллара; деньги пошли на вается иначе: Премия Шведского на-
Уотсон в 2007 году потерял работу, его оплату медицинских счетов. ционального банка по экономическим
материальное положение пошатну- наукам памяти Альфреда Нобеля,
лось, и в 2014 году он решил выставить В июле была выставлена на продажу деньги на нее выделяются не из фон-
на аукцион свою медаль. Ее купили самая старая из проданных, медаль да Нобеля. Может быть, потому она и
1909 года. Ее получил в номинации весит больше?
12

Президент РАН Владимир Фортов возвращаетФото: М.Лукин, www.ras.ruи Тьяллинг Купманс (США). Когда они Расследование
Джеймсу Уотсону его медаль, которую «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ruвернулись к себе домой, то обнаружили,
Алишер Усманов купил на аукционе, 2015 год что у каждого — медаль его коллеги. Что внимания на колбу с красной жидкостью
не очень удивительно: на медалях премии на полке. После войны Хевеши выделил
В 2017 году на аукцион были выстав- мира и экономики имя лауреата не на золото, отправил его в Швецию, и из
лены нобелевская медаль Джорджа де лицевой стороне, а на ребре. Казалось него сделали новые медали. Кстати,
Хевеши (1885–1966), получившего пре- бы, в чем проблема  — поменяйтесь, и часто пишут, что медали таким ориги-
мию по химии за 1943 год, а также ме- всё. Однако это было время холодной нальным способом спрятал Нильс Бор.
даль Теодора Моммзена (1817–1903), войны, так что потребовалось четыре
получившего премию по литературе за года дипломатических усилий, чтобы В 1999 году премию мира получила
1902 год. Однако сведений о продаже обменять медали. организация «Врачи без границ», штаб-
этих медалей нет. Возможно, и в этих квартира которой находится в Париже.
случаях не нашлось покупателей, го- Золото двух медалей пережило окку- Члены французской делегации,
товых уплатить запрашиваемую цену. пацию Дании фашистами, пребывая в представляющие организацию, распо-
колбе, в виде раствора в царской водке. ложились в номере люкс в Гранд-отеле
Подведем итоги. Всего было продано Институт теоретической физики Нильса в Осло. И вскоре после награждения
19 нобелевских медалей — о продаже Бора в Копенгагене, начиная с 1933 года, оказалось, что медали в номере нет!
которых доподлинно известно. Чаще был убежищем для немецких физиков; Но ее не украли, на следующий день
всего продавали медали, полученные в Макс фон Лауэ (1879–1960, Нобелев- она уже была на месте. Оказалось,
номинации «Физиология и медицина»: ская по физике, 1914) и Джеймс Франк что некоторые члены делегации
таковых было семь. Пять проданных (1882–1964, Нобелевская по физике, взяли ее, чтобы покрасоваться перед
медалей принадлежали лауреатам 1925) оставили там свои нобелевские девушками (с которыми, возможно,
премии по физике, четыре — премии медали, чтобы избежать конфискации их они уже раньше успели познакомиться)
мира, две — премии по химии и одна немецкими властями. После оккупации в одном из баров. В 2006 году член
по экономике. Скорее всего, подобные Дании в апреле 1940 года безопасность норвежской делегации Мортен
продажи будут продолжаться. Как по- медалей стала беспокоить Бора  — в Роструп (в 2001–2004 годы он был
казывает опыт, покупатель такой на- гитлеровской Германии передача золота президентом организации) издал
грады не прогадывает: цены в любом за границу считалась очень серьезным книгу, в которой написал, что на медали
случае только растут. правонарушением, а Франк к тому можно увидеть следы зубов каждого,
же был евреем. Тогда сотрудник того кто хотел удостовериться, что медаль
С нобелевскими медалями связано же института, химик Дьёрдь Хевеши золотая. А в письме журналисту из
несколько историй, иногда смешных, (1885–1966, Нобелевская по химии, Франс-пресс он написал, что для
иногда поучительных, иногда их 1943), перевел золото в раствор. Немцы того, чтобы подцепить в Осло девиц,
полезно знать для понимания истории. обыскали лабораторию, но не обратили нобелевской медали тем ребятам
Нобелевскую премию по экономике 1975 оказалось недостаточно.
годаподелилиЛеонидКанторович(СССР)
13

Нобелевский
аккумулятор

Подготовил
кандидат физико-математических наук

С.М.Комаров

Премию по химии за 2019 год изменения кристаллической решетки. ров с высокой удельной энергией”; она
Нобелевский комитет присудил В них изменяется концентрация ионов во многом и задала направление работ.
американцу Джону Гуденафу лития и, соответственно, количество Но без пары, без анодного материала,
(Оксфордский университет, Велико- электронов в зоне проводимости, а способного обеспечивать устойчивую
британия), англичанину Стэнли Уит- также степень окисления переходного работу катода, аккумулятор не появил-
тингему (Университет штата Нью-Йорк металла. Уиттингем показал принципи- ся бы. Японский коллега предложил
в Бингемтоне, компания «Эксон», США) альную возможность, но характеристи- углеродный материал, в который можно
и японцу Ёсино Акире (Нагойский уни- ки были невысокими, сопоставимыми обратимо внедрять и извлекать литий.
верситет Мэйдзё, корпорации «Асахи со свинец-кислотными аккумулятора-
Касеи», Япония). А создали они своими ми. Индустрии не было смысла идти по Первый показал принципиальную
совместными усилиями одно из чудес новому пути. возможность, второй выявил при-
двадцатого века  — литий-ионный ак- годность соединения LiCoO2 для этих
кумулятор. Тот самый, что обеспечил А Джон Гуденаф в 80-е показал, что целей, а третий нашел “супружескую
информационную революцию первого в качестве материала для стока лития пару”, которая как раз и появилась
десятилетия века двадцать первого. можно использовать сложный оксид в коммерческом продукте компании
LiCoO2. Его фундаментальная работа так “Сони” в 1991 году. Такие аккумуляторы
Все мобильные средства связи полу- и называется “LiCoO2 как катодный ма- во многом поменяли нашу жизнь».
чили такое распространение именно териал для литий-ионных аккумулято-
благодаря стремительному прогрессу
источников энергии, ведь еще в середи-
не девяностых мобильный телефон был
редкостью и представлял собой увеси-
стый чемоданчик, который нужно было
носить в руке, но никак не в кармане
или дамской сумочке. Аккумуляторную
революцию начала компания «Сони», и
относительно недавно, в начале 90-х,
она стала использовать литий-ионные
аккумуляторы в своей переносной
электронике. В общем, если бы не ра-
боты лауреатов 2019 года, не было бы у
нас всего того разнообразия мобильных
устройств, а связь осуществлялась
преимущественно через стационар-
ные компьютеры и телефоны. Что же
сделал каждый из этих исследовате-
лей? Вот как на этот вопрос отвечает
член-корреспондент РАН Е.В. Антипов,
заведующий кафедрой электрохимии
химического факультета МГУ имени
М.В. Ломоносова, который и сам со-
трудничал с нынешними нобелевскими
лауреатами:

«Стэнли Уиттингем в 70-х годах XX
века показал возможность обрати-
мого внедрения-извлечения лития
в слоистых сульфидных материалах
переходных металлов. В отличие от
кислотных аккумуляторов, где вещества
преобразуются, растворяются, эти
сульфидные материалы работают без

14

Джон Гуденаф:

«В 97 лет я еще
недоделал
свою работу»

Нобелевская премия

В мае 2019 года корреспонденты радиослужбы сор математики сказал: “Джон, не ходи в морскую пехоту, как «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
«Stereo Chemistry», которая принадлежит журналу все твои друзья. Иди в военную метеорологическую службу.
Американского химического общества «Chemical Там нужны люди, которые знают математику“. И я подумал:
and Engineering News», Митч Якоби и Керри Янсен ну, это неплохая идея».
встретились с Джоном Гуденафом в Техасском
университете, где ученый в свои 97 лет продолжает Военная метеорологическая служба имела дополнительное
плодотворно работать, чтобы услышать историю о преимущество — удержала Джона подальше от линии фронта.
том, как бывший метеоролог придумал ключевой Но в Вооруженные силы он попал не сразу. Задержка соста-
материал для электроники. Редакция журнала вила год, и это дало ему возможность за два с половиной года
любезно разрешила «Химии и жизни» подготовить закончить все, кроме одного курса для степени бакалавра в
материал на основании этой радиопередачи. Йеле. Но за этот пропущенный курс зачли армейскую мете-
орологическую подготовку.
Джон Гуденаф семь десятилетий работает над материалами для
литий-ионных батарей. И до сих пор, день за днем, он приходит В 1944 году Джон окончил Йельский университет с отличием
в свой университетский кабинет или лабораторию в Техасском и степенью по математике. Затем он служил метеорологом
университете в Остине. Ученые мужи и комментаторы научных на Азорских островах у берегов Португалии. Однако уже по
новостей регулярно упоминают Гуденафа, ведь его работа окончании Йеля Джон почувствовал призвание заниматься
оказала глубокое влияние на электронные устройства и образ физикой. И такой шанс представился: университетский про-
нашей жизни. Но сначала давайте немного узнаем о самом фессор математики дал Джону рекомендацию в аспирантуру;
человеке и о пути, который привел его к науке о батарейках. это выглядело как чудо.

Джон вырос в Коннектикуте, недалеко от Йельского уни- «Мне предложили изучать физику и математику либо в
верситета, где его отец был профессором теологии. Дом Северо-Западном, либо в Чикагском университете, — рас-
родителей находился в сельской местности за пределами сказывает Джон Гуденаф. — Я выбрал второе, но меня там,
Нью-Хейвена. «Я открывал дверь, а там были поля и лес, — похоже, не ждали. Помню, мне сказали: “Разве вы не знаете,
вспоминает Джон Гуденаф.  — Я ловил бабочек, сурков. что любой, кто достиг чего-то важного в физике, уже сделал
Однажды я освежевал скунса, и мама не разрешила мне это в вашем возрасте? А вы хотите только начать?” В 1940-х
прийти на ужин. С двенадцати лет я посещал Епископальную годах в Чикагском университете была довольно высокая план-
школу-интернат, а когда пришло время поступать в колледж, ка физики, ведь за нее отвечал Энрико Ферми. Он установил
выбрал программу либеральных искусств в соседнем Йеле». тридцатидвухчасовой квалификационный экзамен. Мы его
Согласно идее этого курса, в течение двух лет студент должен сдавали восемь часов в день в течение четырех дней. Сту-
был определить, какое направление вызывает у него наиболь- денты должны были собрать большую часть материала для
ший интерес. «Это было похоже на шведский стол, с которого изнурительного экзамена, проведя собственное расследова-
можно брать самые разнообразные блюда, — говорит Джон ние, поскольку не всё преподавали на официальных курсах.
Гуденаф. — Мой отец дал мне 35 долларов и сказал: “Вот, И мне пришлось сдавать этот ужасный экзамен дважды!»
мальчик, теперь ты можешь поступить в университет”».
Джон сдал экзамен во второй раз и получил разрешение
Тогда обучение в Йеле стоило около 900 долларов в год, начать работу над докторской диссертацией. Но над чем ра-
но никак не 35. Так откуда же взялись остальные деньги? «Я ботать — и с кем? «Я знал, что не хочу заниматься ядерной
сказал, что больше не возьму из дома ни пенни, и все сту- физикой,  — вспоминает Джон Гуденаф.  — Альтернативой
денческие годы работал 21 час в неделю, чтобы прокормить- была физика твердого тела. Поэтому я пошел к Кларенсу
ся, — поясняет Джон Гуденаф. — Летом я обучал сыновей в Зенеру, который в то время был уже профессором физики в
богатых домах. Этого хватало и на еду, и на оплату комнаты. А Чикагском университете. “Могу ли я быть вашим учеником?”
еще помогали друзья: их матери были добры ко мне, кормили Он сказал: “Хорошо, приходите в четверг, и я дам вам знать”.
обедами. Так что я справился. Я не любил читать, даже сейчас Когда я вернулся, Зенер сообщил: “Все в порядке, Джон. Я
не очень хорошо читаю и потому не собирался заниматься решил, что ты можешь быть моим учеником. Теперь у тебя
историей или юриспруденцией. Я сосредоточил свои занятия есть две задачи: найти проблему, а потом решить ее. Удачи!”»
на математике, хотя рассчитывал, что появится возможность
поступить в медицинскую школу. Однако на дворе было нача- Не самый теплый прием. Другой бы, наверное, подумал: «О
ло 40-х годов, война уже бушевала в Европе, угрожая чаяниям черт! Во что я ввязался? Может быть, я не гожусь для аспи-
целого поколения студентов. На зиму моего второго курса рантуры?» Тем не менее не слишком дружелюбный прием
пришелся Пёрл-Харбор, — вспоминает Джон Гуденаф. — И был хорошим толчком к независимому мышлению. Работая
когда я собрался идти добровольцем на войну, мой профес- с Зенером, Джон изучал взаимосвязь между структурой и
электронными свойствами сплавов.

Когда подошел последний год аспирантуры, Зенера пригла-
сили возглавить научно-исследовательскую группу компании
«Вестингауз» в Питтсбурге, и он договорился, чтобы Джон

15

завершил там свою докторскую работу в качестве платного пламеняются. Их замена твердым веществом повышает без-
исследователя. Наконец, получив жалованье и наслаждаясь опасность. Исследователи уже давно работают над твердыми
относительной финансовой независимостью, Джон женился электролитами для батарей, но оптимальный еще не найден.
на Ирен, своей университетской возлюбленной. Вскоре после
этого, в 1952 году, он получил первую постоянную работу — в Однако опыт, который получили обе исследовательские
лаборатории Линкольна Массачусетского технологического группы при работе с твердыми электролитами, им пригодился.
института; этот исследовательский центр Министерства Ведь все сводится к вопросу: каким образом ионы перемеща-
обороны США изучает и разрабатывает технологии для на- ются в твердых телах. И отвечать на этот вопрос нужно для раз-
циональной безопасности. работки как твердых электролитов, так и твердых электродов.
Неудивительно, что Стэн придумал электрод литиевой батареи
У лаборатории был контракт с ВВС на разработку схемы из дисульфида титана. Этот слоистый материал состоит из
защиты США от самолетов вероятного противника. У военных множества листов, между которыми могут встраиваться ионы
летчиков были радары, у них была связь, но у них не было циф- лития. Такой процесс называют интеркаляцией.
рового вычислителя. Надежный цифровой вычислитель, как
его тогда называли, был недостающей частью головоломки. В Соединив катод из дисульфида титана с анодом из ме-
то время разрабатывали самые первые коммерческие компью- таллического лития и поместив все в органический жидкий
теры. Это были большие машины — размером с танцевальный электролит, группа Стэна придумала первый перезаряжае-
зал, с большим количеством вакуумных ламп и магнитных мый литиевый аккумулятор. Вот как это функционирует: ионы
барабанов для хранения данных. Имевшаяся технология не лития текут от анода через жидкость к катоду из дисульфида,
давала тех объемов памяти, которые были необходимы ВВС, и где они встраиваются в листы, а затем снова выходят и текут
отчасти из-за отсутствия соответствующих электронных мате- назад, к литиевому аноду. Так батарея заряжается и раз-
риалов. Исследования, которые Джон Гуденаф предпринимал ряжается. Батарея вышла легкой и работала при комнатной
почти четверть века в лаборатории Линкольна, были связаны температуре. Компания «Эксон», в которой к тому времени
с магнетизмом; он изучал оксиды переходных металлов, работал Стэн, запатентовала ее.
разрабатывал магнитные материалы для ранних устройств
компьютерной памяти. Но в конце концов ВВС сократили под- Но если группа Стэна Уиттингема сделала первый переза-
держку проектов, которые больше всего интересовали Джона. ряжаемый литий-ионный аккумулятор, то какова роль Джона
Поэтому он в 54 года решил уехать в Англию, в Оксфорд. Гуденафа во всей этой истории? Оказалось, что у батареи
«Эксона» были проблемы. При некоторых условиях зарядки,
«По какой-то причине у людей в Оксфорде хватило фан- когда ионы лития начинают возвращаться к литиевому аноду,
тазии пригласить неакадемика с физическим образовани- металл накапливается в виде тонких игольчатых структур, из-
ем, чтобы стать там главой лаборатории неорганической вестных как дендриты. Если они растут достаточно долго, то
химии, — вспоминает Джон. — И моя жена довольно мудро смогут протянуться от одного электрода к другому, замкнуть
сказала: “Я думаю, Джон, ты поедешь в Оксфорд”». батарею, и она взорвется. Ведь металлический литий облада-
ет высокой реакционной способностью во влажном воздухе,
Итак, Джон отправился в Оксфорд. Ему предстоит заниматься а раствор органического электролита легко воспламеняется.
аккумуляторными батареями, которые известны очень давно.
Свинцово-кислотные аккумуляторы, ныне широко используемые В Оксфорде Джон изучал магнитные свойства оксидов
для запуска бензиновых и дизельных автомобилей, существуют с металлов, в частности кобальта. И он заметил, что структура
1800-х годов. Они очень надежны, но большие и тяжелые. Долгое оксидов кобальта похожа на структуру дисульфида титана,
время мало кто из исследователей интересовался батареями, которую группа Стэна использовала в своих катодах. Тогда
потому что их улучшение никому особо и не требовалось. Джон предположил, что и его кобальтовый материал может
также работать в качестве интеркаляционного электрода.
Все изменилось, когда арабское нефтяное эмбарго 1973 Предчувствие не обмануло: батарея с кобальтом не просто
года заставило Запад осознать, насколько он зависит от работала, но давала более высокое напряжение, чем батарея
иностранных источников энергии. Итак, в 1976 году Джон «Эксон», то есть лучше накапливала энергию.
работает в Оксфорде. И теперь пришло время привлечь к этой
истории еще одного ученого, который сыграл важную роль в Итак, Джон нашел оксид лития-кобальта, или кобальтит
мире аккумуляторных технологий, — Стэнли Уиттингема — лития, и придумал, как использовать его в качестве катода,
британского химика и материаловеда из Бингемтонского который будет выдерживать постоянное движение лития
университета (США). Он знаком с Джоном Гуденафом почти внутрь электрода и наружу, снова и снова, не разваливаясь
50 лет, с тех пор как они оба в Массачусетсе и Стэнфорде на части. Так была решена одна половина головоломки.
изучали перемещения ионов через твердые тела. «Джон
отличный парень, с которым можно работать, обсуждать, — Примерно в то же время Самар Басу из «Белл Лабс» в США и
рассказывает Стэнли Уиттингем. — Его смех можно узнать Ёсино Акира из корпорации «Асахи Касеи» в Японии показали:
за версту. Я познакомился с Джоном, когда сам работал над ионы лития могут встраиваться в другой слоистый материал —
твердым электролитом из бета-глинозема». графит. В результате, спустя несколько лет после приезда в
Оксфорд, Гуденаф продемонстрировал мощную батарею с
Твердые электролиты  — очень интересная тема иссле- оксидом лития-кобальта в качестве катода и с графитом в ка-
дований. Почти все батареи сегодня используют жидкие честве анода. Новая батарея работала примерно на 4 вольта,
электролиты, ведь чтобы батарея работала хорошо, ионы гораздо больше, чем 2,4 вольта у батареи Стэна. И она была
должны быстро перемещаться через электролит от одного безопаснее, потому что в ней не было металлического лития.
электрода к другому. В твердых телах они обычно движутся
гораздо медленнее, чем в жидкости. Однако некоторые твер- Тут в игру вступила компания «Сони», специалисты ко-
дые тела — хорошие ионные проводники, поэтому ионы могут торой поняли, что батарея, которую продемонстрировала
двигаться в них быстрее. Такие материалы и были предметом группа Джона,  — серьезный технологический прорыв. Они
интереса групп обоих исследователей. коммерциализировали батарею в 1991 году, проложив путь
к быстрому росту портативной электроники и сделав литий-
Но зачем заменять жидкие электролиты, если они работают ионные батареи невероятно успешными. Катод, который
нормально? Жидкости, которые используют для транспорти- придумал Джон, и идея соединить его с графитовым анодом
ровки ионов, как правило, вызывают коррозию или легко вос- были не просто серьезным достижением в электрохимии. Это
было важнейшее технологическое достижение, которое стре-

16

мительно, подобно катапульте, превратило хорошую идею та. Стэн и Джон не смогли заставить их работать в литиевой
литий-ионных батарей в коммерчески успешное изделие. батарейке, но исследователи не оставляют попытки. Литий
опасен, когда он подвергается воздействию воздуха и влаги,
История литий-ионного аккумулятора с тех пор испытала и особенно, когда нагревается. Если его защитить правиль-
довольно много поворотов. Короткая версия событий состоит ной оболочкой и использовать твердый электролит вместо
в том, что в этой области произошла коммерциализация не- горючей жидкости, батарея станет действительно безопас-
скольких других катодных материалов из лаборатории Джона ной. Твердый электролит Браги состоит из лития, кислорода,
после того, как в 1992 году он переехал из Оксфорда в Техасский хлора и легирован небольшим количеством бария. Джон лю-
университет. Примечательно, что Джон никогда не зарабатывал бит называть его «Брага гласс». Есть также версия с натрием
деньги на литий-ионных батареях. Оксфорд не запатентовал вместо лития. Стекло — отличный ионный проводник, а Джон
технологию; в университете тогда мало занимались защитой и Хелена пытаются понять его свойства, чтобы использовать в
интеллектуальной собственности. Джон передал лицензионные качестве безопасной альтернативы легковоспламеняющимся
права расположенному недалеко от Оксфорда британскому жидким электролитам в литиевых или натриевых батареях.
исследовательскому учреждению по атомной энергии.
Хелена говорит, что у Джона есть врожденное чувство экс-
Джон Гуденаф говорит, что его часто спрашивают: «Вы пред- перимента, позволяющее судить о том, будет план разумным
видели, к чему приведет ваша работа?» — «Конечно, нет, — отве- или нет; 70 с лишним лет размышлений об атомах и электро-
чаю я. — Я не знал, что ее результаты будут стоить миллиарды». нах в твердых телах, особенно магнитных материалах, дали
Джону Гуденафу возможность представить себе, что проис-
Действительно, отраслевые аналитические фирмы пред- ходит на атомном уровне. Поэтому Джон столь увлеченно
сказывают, что стоимость глобального рынка литий-ионных ищет идеальный твердый электролит.
батарей вырастет в следующие пять лет до 100 миллиардов
долларов от нынешних примерно 35 миллиардов. Специ- This article is translated and reproduced with permission from
алисты уже много лет говорили, что Джон должен получить Chemical & Engineering News (© 2019 American Chemical Society).
Нобелевскую премию. И вот свершилось! «Признание далось The article was first published on Sept. 4, 2019 (https://cen.acs.
Джону нелегко, потому что физики на самом деле не считают org?utm_source=HIJ&utm_medium=Partner&utm_campaign=CEN);
его физиком, а химики  — не считают химиком,  — говорит the podcast episode (https://cen.acs.org/people/profiles/Pod-
Стэнли Уиттингем. — Он фактически увлекался междисци- cast-97-lithium-ion-battery/97/i35?utm_source=HIJ&utm_medi-
плинарной наукой до того, как это стало принято». um=Partner&utm_campaign=CEN)

Мария Хелена Брага, профессор кафедры инженерной
физики Университета Порту в Португалии, сотрудничает с
Джоном с 2015 года и проводит много времени в Остине,
чтобы понять свойства стекловидного твердого электроли-

Аккумулятор дирует компактные, но пожароопасные Технологии и общество «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
и транспорт литиевые аккумуляторы для домашних
будущего энергетических систем с солнечными 17
батареями. С мобильной электроникой
Устройство литий-ионного аккумулятора также все понятно  — она прекрасно
не претерпело принципиальных изме- работает с имеющимися батареями,
нений за прошедшие почти тридцать хотя, конечно, никто не возражает, если
лет, и мы писали о нем дважды — в 2003 аккумулятор будет меньше и мощнее,
году (№ 7—8) и 2016-м (№ 7). Серьез- но это задача скорее количественного,
ным прорывом стало использование в а не качественного роста.
электродах аккумулятора углеродных на-
нотрубок. В результате электроды стали Однако в начале XXI века, после изо-
во много раз долговечнее, аккумулятор бретения Дином Кейменом знаменитого
теперь выдерживает гораздо больше сигвея, ситуация резко изменилась.
циклов разрядки-зарядки, уменьшилась Теперь легкие, компактные и мощные
и так называемая «память»: его теперь аккумуляторы критически важны для
не надо полностью разряжать перед внезапно возникшего сектора техники —
зарядкой. Но к чему надо стремиться, электрических средств личного передви-
какие задачи стоят перед создателями жения (электросамокатов, моноколес и
аккумуляторов? прочих мобилей); с тяжелыми аккуму-
ляторами такие мобили невозможны.
В большой возобновляемой энерге- Этот сектор растет столь взрывными
тике можно обойтись тяжелыми стаци- темпами, что регулирующие органы не
онарными аккумуляторами, свинцово- успевают осознавать изменяющуюся ре-
кислыми, кадмиевыми или ванадиевы- альность и выпускать нормативные акты,
ми, которые стоят гораздо дешевле ли- обеспечивающие безопасность других
тий-ионных; лишь Илон Маск пропаган- участников дорожного движения. Вот
этот сектор, похоже, и станет главным
инициатором дальнейшего аккумулятор-
ного прогресса.

Интересные соображения на этот ским, «OCSiAl» теперь имеет офисы не предметом роскоши: ею могут владеть
счет высказал на прошедшем в октябре только в РФ, но и в Люксембурге, США, только высшие сословия  — всадники,
2019 года форуме «Открытые иннова- КНР, Индии и Южной Корее, а в 2022 кавалеры и прочие шевалье.
ции» Юрий Коропачинский, президент году планирует запустить в Люксембур-
компании «OCSiAl». О проблемах ак- ге первую очередь крупнейшего в мире Паровоз оказался гораздо эффектив-
кумуляторов он знает не понаслышке, производства графеновых нанотрубок. нее лошади, но его материалоемкость
потому что его компания промышленно огромна. У сменивших паровоз авто-
выпускает уникальные нанотрубки, По мнению Коропачинского, появ- мобилей с двигателем внутреннего сго-
одностенные или графеновые, и постав- ление новых видов транспорта  — важ- рания оба параметра заметно меньше,
ляет их во многие компании, в частности нейшее из ожидающих человечество чем у паровоза. Конечно, автомобиль
занятые производством литий-ионных изменений, причем оно затронет судьбы тяжелее лошади, но его энергетическая
аккумуляторов. Вообще, «OCSiAl» ока- сотен миллионов людей. Наиболее ре- эффективность несравнимо выше. И
залась одной из самых больших удач ально выглядят электрические мобили, самолеты, как это ни удивительно, ока-
корпорации «РОСНАНО»  — рыночная в том числе электромобили и пасса- зались в одной области с автомобилями.
оценка этой компании, в которую кор- жирские электродроны. Время же таких Из диаграммы следует, что современная
порация в 2014 голу вложила в общей экзотических идей, как пассажирские железная дорога оказывается скорее
сложности 60 млн долларов, летом полеты в стратосфере или на околозем- роскошным видом транспорта, чем-то
2019 года преодолела рубеж в 1 млрд ной орбите, к Луне и другим планетам сродни спорткару «Феррари», чем эко-
долларов. Правда, безубыточность еще и даже широко разрекламированный номически обоснованным средством
не достигнута, а чтобы оправдать столь гиперлуп, если и придет, то не скоро и с перевозки пассажиров.
высокую оценку, компания должна про- открытием каких-то принципиально но-
давать не несколько тонн нанотрубок в вых материалов и энергоносителей. При- Но это все транспорт XX века. А что с
год, но в сотни раз больше. чину такого пессимизма можно понять, транспортом XXI века? Космические по-
разглядывая диаграмму Коропачинского леты на ракетах с нынешним топливом в
Такие стремительно растущие компа- (см. рис.), на которой транспортные эту диаграмму физически не укладыва-
нии называют «единорогами»; сейчас в средства сгруппированы в зависимости ются — у них столь высока материалоем-
мире их около пятисот, а в технологиче- от своей энергетической и материальной кость и столь низка эффективность, что
ском секторе «OCSiAl» и вовсе оказыва- эффективности. они улетают далеко за верхний правый
ется уникумом. Начав с пилотной уста- угол рисунка. Аналогично за верхним
новки в новосибирском Академгородке, Из этой диаграммы видно, что эф- левым лежит гиперлуп. При высокой
где была реализована технология, при- фективность дорогих автомобилей энергетической эффективности эта
думанная членом-корреспондентом РАН оказывается даже ниже эффектив- огромная машина, внутри которой дви-
(ныне  — академиком) М.Р. Предтечен- ности пешехода. Оно и понятно  — на жется капсула с людьми, обладает чудо-
этих машинах установлены избыточно вищной материалоемкостью. Откуда она
Диаграмму. которую построил Юрий мощные двигатели, но они предназна- берется? Это и многосоткилометровая
Коропачинский, можно разбить на три области. чены вовсе не для экономии топлива, а труба из толстой стали, так сказать,
В левом нижнем углу до значений 350 кг на пассажира служат скорее предметом роскоши, чем колея для капсулы, это и оборудование
и 800 кДж на пассажиро-километр расположен средством передвижения. Средства для поддержания хорошего вакуума и
массовый сегмент, он охватывает 99,5% же передвижения всегда развивались системы контроля, ремонта. Конечно,
используемых людьми средств транспорта. в сторону повышения эффективности, единичные экземпляры такой системы
До значений 550/1500 простирается сегмент экс- что сопровождалось ростом материа- могут появиться, но массового коммер-
клюзивной техники. А дальше находятся предметы лоемкости. Так, лошадь эффективнее ческого применения из-за чудовищной
роскоши. Как видно, эксклюзивный ныне электро- пешехода, но весит в пять — семь раз материалоемкости ожидать не следует
мобиль Tesla S слишком тяжелый для массового больше. К счастью, корма в пересчете ни при каких обстоятельствах.
сегмента и этот излишний вес ему придают, видимо, на калории она потребляет меньше
недостаточно эффективные аккумуляторы. А про- человека, иначе не стать бы ей массо- Видимо, из-за аналогичных соображе-
вым средством передвижения. А там, ний монорельс с магнитной левитацией
тотипу пассажирского дрона — ныне роскошному где корм дорог, например далеко за имеется лишь в двух городах — Москве
пределами степной зоны, в той же За- и Шанхае, причем первый из-за своей
вертолету Robinson — сильно не хватает энерго- падной Европе, и лошадь оказывается дороговизны и неочевидной нужности
эффективности; по своему весу он соответствует существует лишь благодаря доброй
массовому сегменту воле московских властей. Шанхайский
же монорельс более функционален — он
1000 позволяет практически мгновенно до-
браться из центра города до аэропорта,
Вес транспортного средства, кг/пассажира 900 что трудно сделать наземными видами
Mercedes AVG GT транспорта из-за плотной застройки
города.
800
А вот с электромобилями и пасса-
Обычный поезд Porsche 911 жирскими дронами ситуация легче.
700 Самый совершенный электромобиль
на сегодня, «Тесла» Илона Маска, на-
Ferrari 458 Italia ходится на нижней границе роскошного
600 Поезд Siemens сегмента, для попадания в массовый ему
остается немного — в два раза снизить
500 Tesla S Mercedes S Лошадь материалоемкость и в два раза повы-
сить удельную энергетическую емкость
400 Boing 787 Вертолет Robinson R44 аккумуляторов. Пассажирских дронов
Мотоцикл
300 Toyota Prius Boing 737
Toyota Corolla Aerobus 329 neo

200 Спортивный
мотоцикл
100 Автобус Вертолет Ми-8 Пеший ход
Ujet
Электромотоцикл

0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Энергия, кДж/пассажиро-километр

18

Технологии и общество

Так выглядит UJet, самое эффективное и легкое Не исключено, впрочем, что конкурен- чем стандартные, но еще и тормозят «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
транспортное средство цию могут составить устройства с водо- практически мгновенно; быстрому
родными топливными элементами, у них торможению помогает и малый вес
(предполагается, что такой дрон станет удельная плотность энергии на единицу скутера. А батарейка у него встроена
забирать со стоянки капсулу с пасса- веса уже сейчас в три раза больше, чем в съемное сиденье. Почему съемное?
жирами и нести ее в место назначения) у литий-ионных аккумуляторов. Более Потому что такую батарейку легко
пока нет, но есть близкий аналог: легкий того, на упомянутом форуме было пред- занести в дом или в кафе для подза-
четырехместный вертолет «Робинсон». ставлено несколько небольших дронов, рядки. Заодно получилась и противо-
Чтобы его переделать в массовый как разведывательных, так и сельскохо- угонная система  — скутер не поедет
электрический дрон, нужны двукратные зяйственных, питающихся от баллона без управляющей электроники, а она
сокращение веса материалов и рост с водородом. Но у этого направления тоже в съемном сиденье.
удельной емкости аккумулятора. есть свои непростые проблемы. На-
пример, у водородного электромобиля Батарейка составляет почти полвеса
Прочность материалов  — это забота энергетическая установка занимает весь скутера, как же с ней управляться?
материаловедов, и здесь путь более- багажник. «Человечество научилось летать в кос-
менее понятен: применение легких мос в середине XX века, а чемодан на
композитов с наполнителем из упомяну- А что может стать массовым сред- колесиках придумало полвека спустя.
тых графеновых нанотрубок, ведь у них ством передвижения для путешествий Мы первыми придумали батарейку
высочайшая удельная прочность. А вот на более-менее дальние расстояния на колесиках и даже запатентовали
емкость аккумуляторов  — это предмет и с уровнем комфорта выше, чем у ее»,  — рассказывает Юрий Коропа-
размышлений для электрохимиков. И моноколеса или электросамоката? По чинский.
оказывается, тут с перспективами ситу- мнению Коропачинского, для быстро-
ация нехороша: пока нет ни одного спо- го перемещения по городу идеально Чем же его пугает идущая револю-
соба добиться такого рывка. Во всяком подходит электроскутер. И такой ция мобилей, в которой сам он при-
случае, все изготовители батарей счита- скутер под названием UJet (от urban нимает непосредственное участие? В
ют, что на литий-ионных аккумуляторах jet) сделан в его компании из самых нынешнем автопроме задействованы
возможен максимальный рост удельной современных материалов с самой сотни миллионов человек; они за-
емкости — в полтора раза от нынешних перспективной батарейкой. Его вес няты не только производством бен-
значений. С такими перспективами зна- оказался всего 45 кг, то есть в десять зиновых и дизельных автомобилей,
менитый электромобиль Илона Маска раз легче лошади с двенадцатикратно но и обслуживанием, снабжением их
никогда не станет массовым, а электри- большей энергетической эффектив- топливом. Если на смену приходят
ческий дрон останется средством раз- ностью. Инновационные шины не конкурентоспособные электрические
ведки и эксклюзивных грузоперевозок. только весят в полтора раза меньше, мобили, вся эта промышленность
испытывает крах. Бензин и дизель
становятся ненужными, как и крупные
автоконцерны, зато появляется поле
деятельности для огромного числа
изготовителей комплектующих для
мобилей. Скорее всего, их станут де-
лать совсем другие люди и на других
производственных площадях. И как
свидетельствует история техники,
вряд ли мобили будущего окажутся
автомашиной, у которой стоит элек-
трический двигатель вместо бензи-
нового. Ведь нынешние автомобили
совсем не напоминают маленькие
паровозы, хотя от них происходят и
поначалу были похожи. Впрочем, как
видно, из-за трудностей с аккумуля-
торами пока что крах автомобильному
бизнесу не грозит.

19

Легкое дыхание

Нобелевская премия 2019 года по физиологии или Помимо физиологического и биохимического уровней регу-
медицине присуждена Уильяму Кэлину-младшему ляции есть и клеточный. Когда человек с равнины попадает в
(Гарвардская медицинская школа, Медицинский ин- горы, где парциальное давление кислорода в воздухе низкое,
ститут Говарда Хьюза, США), сэру Питеру Рэтклифу снижение уровня кислорода в крови воспринимают специаль-
(Оксфордский университет, Институт Фрэнсиса Кри- ные клетки почек. Почки, в свою очередь, производят гормон
ка, Великобритания) и Грегу Семенце (Университет эритропоэтин, который включает эритропоэз — производство
Джонса Хопкинса, США) за открытия в области чув- эритроцитов в костном мозгу. Если в крови больше эритро-
ствительности и адаптации живой клетки к изменениям цитов, они лучше справляются с доставкой кислорода (это и
концентрации кислорода. есть та самая причина, по которой эритропоэтин нелегально
применяется как допинг). Связующие звенья молекулярной
Когда-то, давным-давно — скажем, три миллиарда лет цепочки между кислородом в крови и гормоном эритропоэза
назад, — земная жизнь прекрасно обходилась без кис- обнаружили нобелевские лауреаты 2019 года.
лорода. Да и зачем он нужен, этот универсальный окис-
литель, убийца биомолекул. Однако примерно 2,4 млрд лет Еще в конце 80-х, когда клонирование ДНК было передним
назад на Земле произошла экологическая катастрофа («Химия краем науки, Грег Семенца и Питер Рэтклиф с коллегами не-
и жизнь», 2016, 9). Формы жизни, практикующие фотосинтез, зависимо друг от друга установили, что определенный участок
в качестве отхода производства углеводов из углекислого газа ДНК рядом с геном эритропоэтина EPO необходим для того,
нПаечравлыимвзыадмеелтянтыьмОс2лиечдусдтовивиемщнэтоозгаогсроябзынитиляиситмалаотммаосссфоевроуе. чтобы гипоксия запустила производство эритропоэтина.
вымирание древних организмов, вторым — появление форм, Этот участок Семенца назвал «элемент ответа на гипоксию»
ставших нашими далекими предками. Есть обоснованное — hypoxia response element, HRE. Белок, который взаимодей-
мнение, что именно благодаря росту концентрации кислорода ствовал с этим участком и появлялся в клетке при нехватке
возникла эукариотическая клетка с ядром и митохондриями, кислорода, без особых затей назвали «фактор, индуцируемый
и в конечном счете многоклеточные формы жизни. Так что гипоксией» — hypoxia inducible factor, HIF). Он-то и включает
теперь эту катастрофу чаще называют Великой кислородной ген эритропоэтина. Да, это очередная история о регуляции в
революцией — историю, как известно, пишут победители. эукариотической клетке — «внучка за бабку, бабка за дедку,
дедка за репку…» — однако не такая длинная, как некоторые,
Эукариотическая клетка научилась использовать вредный и с довольно остроумной концовкой.
окислитель, выделяемый зелеными растениями, для полу-
чения энергии — куда большего количества энергии, чем И Рэтклиф, и Семенца убедились в том, что HRE исправно
можно добыть другими способами. (Так гораздо позднее работает в самых разных типах клеток: если эти клетки ра-
наши предки поставили себе на службу самую опасную стут при недостатке кислорода, HRE активирует зависимый
стихию, огонь.) Кислород стал синонимом жизни: все пони- от него ген. Кстати, этим геном может быть не только EPO,
мают, что «перекрыть кислород» — это очень плохо, а «глоток есть и другие гены, регулируемые гипоксией по тому же ме-
кислорода» — наоборот, хорошо. Вредным окислителем ханизму, через такой же регуляторный участок. Продукты их
он быть не перестал, и у каждой клетки имеются в наличии способствуют выживанию при низком содержании кислорода:
«противопожарные» средства для борьбы с активными ферменты бескислородного производства энергии (глико-
формами кислорода, всякими радикалами и перекисями. лиза), фактор роста эндотелия сосудов VEGF — чем больше
сосудов в ткани, тем лучше она снабжается кислородом… Все
Но отсутствие кислорода для нас куда опаснее его при- это говорило о том, что изучаемый механизм универсален,
сутствия. Детекторы нашего организма отслеживают концен- а не предназначен, скажем, только для клеток почек, и роль
трации кислорода и углекислого газа во внутренней среде не его куда важнее, чем представлялось изначально. Интерес
менее бдительно, чем сотрудники АЭС — показания приборов научного сообщества к HRE и HIF начал расти.
или участники торгов на бирже — курс важных акций: это во-
прос жизни и смерти. И если концентрации подходят к красной Семенце с соавторами удалось очистить HIF, определить
черте, включаются разнообразные аварийные системы. аминокислотную последовательность и получить соответству-
ющую ей комплементарную ДНК. Оказалось, что HIF, в свою
Никто не напоминает себе дышать интенсивнее во время очередь, состоит из двух белков: HIF-1α, чувствительного
пробежки, когда мышцы расходуют много энергии и насы- к кислороду, и второго, уже описанного ранее ARNT. Были
щают кровь углекислым газом, или в разреженном горном открыты и другие белки, сходные с HIF-1α и функционально
воздухе, или когда мы выныриваем из воды, — это получается подобные ему.
«само». Кавычки стоят потому, что в действительности за это
отвечают нейроны дыхательного центра, которые получают Теперь мы знаем, что задачи HIF-1α не исчерпываются адап-
идынфхаотремльанцыийюцоетнтхремзаопруесцкеапеттотроо, вчтOо2тираCдOи2ц.иКоснтнаотис,чиитмаеентнсоя тацией к гипоксии. Например, он экспрессируется в стволовых
началом человеческой жизни: первый наш самостоятельный клетках — предшественниках клеток крови и замедляет в них
вдох (и выдох, обычно с криком), когда после отрезания пу- метаболизм, способствуя их «вечной молодости». Он играет
повины в крови растет концентрация углекислого газа. При важную роль в дифференцировке клеток и развитии организ-
дефиците кислорода в отдельно взятой ткани, например в ма, в частности при формировании сосудистой системы. Он
той же активно работающей мышце, ее клетки могут пере- необходим для выживания хондроцитов — клеток хряща, не
йти на анаэробный (бескислородный) тип метаболизма; его самой богатой кислородом ткани. Делеция генов этого белка
продукт — та самая молочная кислота, из-за которой после у млекопитающих ведет к смерти плода на поздних стадиях
тренировки болят ноги и руки. беременности или новорожденного.

Но остается еще одна часть истории: как наш выключатель
переводится в положение «выкл»? Если кислорода доста-
точно, организму больше не нужно увеличивать количество
эритроцитов и не нужен гормон эритропоэтин — как сказать
«горшочек, не вари», куда девать HIF?

20

Присоединение гидроксильных групп -
сигнал к деградации HIF-1α

Кислорода много O2 O2 VHL VHL
O2 OH OH

HIF-1α HIF-1α OH HIF-1α

OH

Кислорода мало

Комплекс HIF-1α/ARNT HIF-1α Нобелевская премия
включает гены HRE ARNT HIF, эритропоэз замедляется. Нет кислорода — VHL не рас-
адаптации к гипоксии познает HIF, и тот выполняет свою функцию. (На самом деле
у перестраховщицы природы есть еще запасной механизм,
Что узнали нобелевские лауреаты о том, как клетка приспосабливается к низ- при котором гидроксильные группы пришиваются к другой
кому уровню кислорода. Когда он низкий, HIF-1α защищен от деградации и нака- аминокислоте HIF-1α, и он не деградирует, а просто теряет
пливается в ядре, где связывается с ARNT и взаимодействует с участками HRE, активность.)
активируя все гены, необходимые для адаптации к гипоксии. При нормальном
уровне кислорода к HIF-1α добавляются ОН-группы, а когда он гидроксилирован, История на этом не оканчивается — например, совсем не-
с ним легко взаимодействует белок VHL и подает сигнал к его расщеплению — давно вышли статьи, в том числе и группы Кэлина, о том, как
гены адаптации кислорода оказываются выключенными гипоксия регулирует метилирование белков-гистонов, на
которые намотана ДНК, то есть еще и таким, эпигенетическим
Было известно, что уровень HIF-1α регулируется не сниже- путем влияет на экспрессию генов. (HIF в этом, по-видимому,
нием активности гена или синтеза белка, а ускорением его не участвует.)
распада: когда белок не нужен, его быстро расщепляют. Также
удалось показать, что деградирует он обычным путем: к нему И конечно, практическое применение открытия еще впере-
пришивают «черную метку» — молекулу убиквитина, которая ди. Ферменты, присоединяющие ОН-группы к HIF-1α — про-
означает для клетки, что данный белок свое отработал и его лингидроксилазы, — стали перспективной мишенью для фар-
можно демонтировать. Не совсем обыкновенным, но логичным макологии: вещество, которое сможет прицельно отключать
было то, что этот процесс зависел от присутствия кислорода. эти ферменты, очевидно, может стать лекарством от анемии,
и такие лекарства уже проходят клинические испытания. HIF
Группа Кэлина в 1995 году опубликовала полную последо- важен для функционирования иммунной системы, формиро-
вательность гена, кодирующего VHL — белок-онкосупрессор, вания сосудов и хрящей, заживления ран, восстановления
подавляющий рост опухолей; мутации в гене таких белков нервной системы после повреждений; воздействие на него
приводят к онкологическим заболеваниям. То, что это именно может быть полезным при онкологических заболеваниях, в
онкосупрессор, как раз и установила группа Кэлина, а в 1996 том числе вызванных мутациями в гене VHL.
году они показали также, что многие гены-мишени HIF актив-
нее экспрессируются в клетках с мутантным геном белка VHL. Ну а если мы помечтаем об освоении Марса и выживании
Потом выяснилось (при участии Рэтклиффа с коллегами), что человека в бедной кислородом атмосфере — в аптечку ко-
VHL вовлечен в убиквитинилирование HIF-1α, но только при лониста надо будет включить ингибитор пролингидроксилаз
нормальном содержании кислорода в среде. или HIF-1α, упакованный в наночастицы. Если только удастся
решить все остальные проблемы колонизации, на Марсе
Как именно система узнает о повышении концентрации лауреатам Нобелевской премии 2019 года непременно по-
кислорода? Оказалось — очень изящным способом. В ставят памятник.
присутствии кислорода специальный фермент присоеди-
няет ОН-группы к двум остаткам аминокислоты пролина в Елена Клещенко
составе HIF-1α, тем самым увеличивает его способность
связываться с VHL и направляет на путь разрушения (это
установили также Рэтклиф и Кэлин). Есть кислород — нет

Вкниге члена редколегии журнала вания: кем был Рюрик — славянином «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
«Химия и жизнь» и автора множе- или скандинавом, много ли потомков
ства научно-популярных статей оставил Чингисхан, приходился ли
Елены Клещенко рассказывается об герцог Монмут сыном королю Англии.
идентификации человека по его генети- И конечно, исследование останков
ческому материалу, то есть по ДНК. Неко- Николая II и его семьи. А из заключи-
торые главы книги выросли из статей, на- тельных глав читатель узнает, почему
писанных для журнала, часто по горячим нельзя изобрести биологическое ору-
следам событий. Но, разумеется, они жие против определенной этнической
были переработаны и заняли свои места группы, можно ли реконструировать
в общей картине, ведь у каждой истории внешность по ДНК и опасно ли выкла-
в мире есть предыстория и продолжение. дывать свой геном в Интернет.
Значительную часть книги составляют
детективные истории, от попытки раз- Книгу можно купить
гадать тайну Джека-потрошителя до в наше киоске www.hij.ru.
современных уголовных дел, раскрытых
благодаря ДНК-анализу. Есть в ней и Цена – 600 рублей
увлекательные исторические расследо- с доставкой по РФ

21

Художник Ульрих Форшнер

Ожирение недокормленных

Кандидат биологических наук А мы снова про ожирение. Яблоко и груша
Что поделаешь  — эпидемия
Н.Л. РезниК на убыль не идет. Сегодня В человеческом теле предусмотрено
речь пойдет о том, как вну- два основных хранилища для жиро-
22 триутробная жизнь програм- вых запасов: подкожная жировая
мирует метаболизм взрослого клетчатка и структуры брюшной
человека. полости — брыжейка и сальник. Со-
ответственно, различают жир под-
кожный и внутрибрюшинный, он же

абдоминальный, или висцеральный сахарный диабет 2-го типа и другие Здоровье
(рис. 1). Разница между подкожным печальные последствия ожирения
и висцеральным ожирением хорошо неразрывно связаны с внутриутроб- Британские новорожденные тоже
заметна: в первом случае жир откла- ным недоеданием. Свои выводы бывают недокормленными, и в этом
дывается преимущественно в нижней исследовательница опубликовала в случае композиция их тела такая же,
части тела, которая приобретает «Proceedings of the National Academy как у индусов. Они щупленькие, но
форму груши, а при висцеральном of Sciences». внутри жирненькие.
ожирении раздается верхняя часть, и
лишенная талии фигура напоминает У многих людей, страдающих вис- Висцеральная
яблоко. церальным ожирением, матери во служба спасения
время беременности голодали. Эта
Однако важнее не внешние разли- закономерность хорошо известна. Для чего голодающему плоду и недо-
чия, а тот факт, что во всех недугах, В качестве примера специалисты кормленному младенцу такой боль-
спровоцированных ожирением, таких часто ссылаются на детей Голланд- шой сальник? Чтобы защищаться
как хроническое воспаление, сахар- ской голодной зимы. Она длилась от инфекций. Голод и болезни идут
ный диабет 2-го типа, высокий риск с осени 1944 до весны 1945 года, и рука об руку, а сальник и брыжей-
сердечно-сосудистых и онкологиче- люди иногда получали не более 400 ка — иммунные органы. На их желто-
ских заболеваний, виноват именно калорий в сутки. В 2001 году гол- ватом фоне хорошо заметны белые
висцеральный жир (см. «Химию и ландские медики собрали данные островки, так называемые молочные
жизнь», 2013, 7). Это его клетки вы- о родившихся в университетской пятна, начиненные лимфоцитами и
деляют факторы воспаления и мо- клинике Амстердама между 1 ноября макрофагами. Молочные пятна рас-
лекулы, вызывающие инсулиновую 1943 -го и 28 февраля 1947 года. К положены вблизи лимфатических
резистентность других тканей. А моменту исследования этим людям сосудов, артериальных и венозных
подкожный жир в таких безобразиях было уже за пятьдесят. У тех, чьи капилляров. Макрофаги сальника
не замечен, он в основном собирает матери во время беременности недо- уничтожают патогены, попавшие в
из крови свободные жирные кислоты, едали, индекс массы тела оказался брюшную полость в результате язвы,
которые в ином случае скопились бы больше, риск развития ишемической травмы, аппендицита и других не-
в печени и мышцах. Его часто назы- болезни сердца выше, а толерант- счастий. Иммунные клетки брыжейки
вают хорошим или защитным, а под- ность к глюкозе ниже, чем у людей, не нейтрализуют патогены и токсины,
кожное ожирение  — метаболически испытавших пренатального голода. которые прорвались из тонкого ки-
здоровым, хотя ничего особенно С этим наблюдением согласуется с шечника в кровь.
хорошего в нем нет (см. «Химию и десяток других исследований. Они
жизнь», 2014, 1). Но почему у одних показывают, что из недокормленных У людей, не страдающих ожире-
людей разрастается висцеральная плодов получаются мелкие младен- нием, сальник свободно свисает
жировая ткань, а у других подкожная? цы, которые, повзрослев, заболе- внутри брюшной полости, подобно
вают метаболическим синдромом, занавесу, и перемещается при ды-
Этим вопросом заинтересова- сахарным диабетом 2-го типа или хании и движении. В случае раны или
лась американский энтомолог Мэри сердечно-сосудистыми заболева- инфекции его клетки синтезируют
Джейн Уэст-Эберхард, сотрудница ниями чаще тех, кто при рождении фибрин и прилипают к поврежден-
Смитсоновского института тропиче- весил нормально. Причем опасен не ным участкам, действуя как целебная
ских исследований в Панаме, худо- голод сам по себе, а резкий переход повязка. Сальник сам упаковывает
щавая женщина. Проанализировав от голода к изобилию. В Голландии крупные очаги инфекции в коллаген,
сотни публикаций, она предполо- именно это и произошло  — после ограничивая их распространение, и
жила, что метаболический синдром, окончания войны продовольствия затягивает мелкие дырочки.
было достаточно, и щупленькие мла-
Подкожный жир денцы отъедались. Его иммунные и целебные свойства «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
Мышцы живота прекрасно известны хирургам, кото-
Висцеральный жир Если из недокормленных младен- рые располагают кусочки сальника
цев чаще вырастают люди, страдаю- на участках брюшной полости, если
Висцеральный жир Подкожный жир щие болезнями висцерального ожи- опасаются серьезной послеопераци-
Органы рения, логично предположить, что у онной инфекции.
голодающего плода висцеральная
Жир жировая ткань развивается активнее, Висцеральная жировая ткань  —
чем подкожная. Действительно, так первый и достаточно надежный
Кожа оно и есть. Лет пятнадцать назад заслон на пути кишечных и внутри-
индийские и британские исследо- брюшинных инфекций. Иногда его
1 ватели сравнили размеры тела и со- даже называют абдоминальным по-
Висцеральный и подкожный жир, вид сбоку и сверху держание жира у нескольких сотен лицейским. Особая нужда в полиции
младенцев, родившихся в индий-
ских деревнях, где живут довольно 23
скудно, и в Саутгемптоне (Англия).
Новорожденные индусики оказались
легче и мельче англичан (2,7 и 3,5
кг соответственно), их внутренние
органы меньше, мышцы и подкожная
жировая клетчатка развиты слабее,
однако сальник почти такого же раз-
мера, как у крупных английских беби.

АБ В

2 глюкозы в крови увеличивается, а носительно больше висцерального,
У потомства крыс, живших впроголодь, висцеральные адипоциты, благодаря но не подкожного жира. А у взрослых
с возрастом развивается ожирение. оментину, эту глюкозу подъедают и белых (но не испаноязычных) амери-
Новорожденные недокормленные крысята (справа) растут. Этот эффект усиливается в канцев, которые родились упитан-
меньше и легче сверстников (А). период полового созревания, когда ными и до двух лет быстро росли,
При нормальном питании они растут больше начинается перераспределение абдоминального жира больше, чем
вширь, чем в длину (Б). А на жирной диете жировой ткани, влияющее на форму нужно, однако висцеральный жир не
разъедаются так, что едва влезают в кадр (В) тела. В это время у всех подростков преобладает над подкожным.
с относительно крупным сальником
возникает там, где неспокойно, а развивается системная инсулиновая Влияние материнской диеты на
недокормленный, мелкий младенец резистентность. Этот всплеск рези- судьбу потомков часто исследуют
действительно в большой опасно- стентности может перенаправить на грызунах: у них тоже есть саль-
сти. Более половины детей младше энергию преимущественно в висце- ник, и они страдают заболеваниями,
пяти лет, умерших от инфекционных ральный жир, и тела таких людей со которые сходны с метаболическими
болезней, недоедали. временем приобретут форму яблока. нарушениями человека. Таких экс-
периментов проведено много. На-
Развивающийся плод реагирует Если худосочных детей кормить пример, в 2007 году специалисты
на внешние условия. Влиять на ко- нормально, они могут обрасти жир- Оклендского университета (Новая
личество поступающей пищи он не ком довольно рано, потому что растут Зеландия) давали беременным кры-
может, зато в состоянии укрепить быстрее своих сверстников. В 2014 сам лишь треть обычной порции.
иммунитет, вырастив относительно году американские исследователи Новорожденные крысята весили на
большой сальник. Все начинается проследили за судьбой 42 детей, 25–30% меньше потомства крыс, ев-
с глюкокортикоидных гормонов, родившихся слишком маленькими. ших вволю. После родов голодавших
которые влияют на соотношение Уже в первый год они прибавили матерей перевели на обычную диету.
висцеральной и подкожной жировой 3,58 кг на квадратный метр поверх- В данном случае обгоняющего роста
клетчатки. И белковое голодание, и ности тела по сравнению с 2,36 кг у ученые не увидели, однако животные
социально-психологический стресс, нормальных младенцев. На второй страдали ожирением, гипертонией и
которые испытывает мать, увели- год скорость роста выровнялась, инсулиновой резистентностью, мало
чивают концентрацию глюкокорти- однако к десяти годам у бывших «не- двигались и много ели (рис. 2).
коидов, и висцеральная жировая докормленных» отроков окружность
ткань плода разрастается в ущерб талии была больше, концентрация Эти и многие-многие другие иссле-
подкожной. инсулина и устойчивость к нему дования, лабораторные, клинические
выше. Обычно последствия такого и эпидемиологические, показывают,
Висцеральные, но не подкож- догоняющего роста заметны уже в что голодный внутриутробный пери-
ные адипоциты секретируют белок пять — восемь лет. од программирует развитие преиму-
оментин (от латинского omentum  — щественно висцеральной жировой
«сальник»), который увеличивает их Приоритет, отдаваемый висце- ткани. Она действительно неплохо
чувствительность к инсулину. Глю- ральной жировой ткани вследствие защищает младенца от инфекций, и,
кокортикоидные гормоны ухудшают плохого питания плода, продолжа- если он и впредь не будет переедать,
работу бета-клеток поджелудочной ется в зрелом возрасте. Так, среди ожирение его минует.
железы и повышают инсулиновую взрослых жителей Великобритании,
резистентность периферических страдающих ожирением, люди, мало Если же он не сможет по каким-
тканей, в результате концентрация весившие при рождении, имеют от- то причинам себя ограничивать,
сальник разрастется. Казалось бы,
24

такой большой орган иммунной за- жира. Доминирующие самцы макак Здоровье «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
щиты  — это здорово. К сожалению, весьма упитанны, у них приличное
разжиревший сальник превращается брюшко, причем свой подкожный жир обратимо, равно как и метаболиче-
не в мощную подушку безопасности, они наедают до сезона спаривания, ский синдром и сахарный диабет. И
а в источник вечного воспаления. При во время которого почти не едят. Но действительно, эти болезни если не
ожирении адипоциты раздуваются до запасают они больше, чем теряют в излечивают, то корректируют диета-
безобразия, страдают от гипоксии, брачный период. ми и физическими упражнениями.
часть клеток погибает и привлекает Во многих развивающихся странах
макрофаги. Поскольку сальник обе- О древних стандартах физической недоедание, а следовательно, и
спечивает иммунную защиту, доступ привлекательности можно судить по крупный сальник воспроизводятся
макрофагам всегда открыт. Они скульптурам. В Индии, например, из поколения в поколение. Стоит
выделяют цитокины воспаления, в упитанность была в моде более че- белым людям построить там ресто-
том числе фактор некроза опухоли тырех тысяч лет, у женских изваяний ран быстрого питания, и худощавые
альфа, который убивает адипоциты широкие бедра, большая грудь и тон- местные жители заболевают ме-
и поддерживает инсулиновую рези- кая талия — никакого висцерального таболическим синдромом. Одна-
стентность периферических тканей. жира. Женские фигурки контрастиру- ко наблюдения показывают, что у
А висцеральные жировые клетки, ют с идеализированной мужской фи- пакистанских мигрантов в Англии,
благодаря оментину, сохраняют чув- гурой, узкобедрой и широкоплечей, а у мексиканцев, у перебравшихся в
ствительность к инсулину, исправно у пожилых мужчин изрядное брюшко США, переселенцев из Китая мета-
поглощают глюкозу и разрастаются (нарастили под кожей). У красавиц болический синдром встречается
еще больше. Так возникает петля об- «Тысячи и одной ночи» груди «точно реже, если они следят за питанием
ратной связи. Чем больше сальник, две шкатулки из слоновой кости, и занимаются физическими упраж-
тем больше в нем иммунных клеток сиянье которых заимствуют луна и нениями. А в Великобритании группу
и тем сильнее вызываемое ими солнце. И живот у нее в свернутых пациентов с лишним весом, ожире-
воспаление, которое способствует складках, как складки египетских нием и сахарным диабетом 2-го типа
висцеральному ожирению. Здоровый материй, расшитых парчой, и складки заставили в течение года ограничить
иммунный ответ становится хрони- эти подобны бумажным свиткам. И потребление калорий. Они еще не
ческим и в конечном счете разруши- доходит это все до тонкого стана, принимали инсулин, а спустя год
тельным. подобного призраку воображения, смогли отказаться и от антидиабе-
а он покоится на бедрах, похожих на тических препаратов.
Бёдра тяжелее куч песку кучи песку, и сажают они ее, когда
она хочет встать». А несколько веков Если будущая мать, чтобы избавить
Висцеральный жир, чувствительный к назад формы тела подчеркивал ко- своего ребенка от висцерального
инфекциям и питанию, одно из древ- стюм: он стягивал талию и расширял ожирения, решит исключить малей-
нейших защитных приспособлений, бедра порой так сильно, что дамам шую возможность недоедания, пусть
незаменимое в условиях голода и приходилось проходить в дверь она не переусердствует. Избыток
антисанитарии. боком. липидов и аминокислот из мате-
ринской крови свободно проникает
Кстати, по мнению Мэри Джейн Висцеральное ожирение тогда не через плаценту, на что печень и под-
Уэст-Эберхард, переход к земле- было глобальной проблемой, это желудочная железа плода отвечают
делию способствовал развитию ки- результат недавнего перехода от синтезом дополнительного инсулина
шечных инфекций, потому что люди скудости и плохого питания к новой и инсулиноподобных факторов роста.
стали жить оседло, вблизи своих калорийной пище. Переход особенно У таких детей диабет и ожирение
выгребных ям. Тогда же зародилось заметен, когда мигранты из бедных развиваются чаще. Разумные огра-
имущественное неравенство, при регионов перебираются в города или ничения — великая вещь.
котором одним людям доставалось в развитые страны. Их традиционное
больше еды и комфорта, чем другим. питание нарушено, они страдают
В известных нам великих цивилиза- метаболическим синдромом и хро-
циях, возникших за пять тысяч лет до ническим ожирением. И дело тут не в
нашей эры, социальное расслоение генетической предрасположенности,
было уже очень сильным. В таких а в смене рациона, это подтверждают
обществах развитый сальник — спа- близнецовые исследования.
сение для людей, изнуренных бо-
лезнями и тяжелым трудом. У сытой Современная диета, богатая фрук-
элиты такой проблемы нет, как нет и тозой и трансжирами, ожирению
перекоса в развитии висцеральной весьма способствует (см. «Химию и
жировой ткани. жизнь», 2016, 3). Трансжиры (транс-
изомеры жирных кислот) и фруктоза
У здоровых, хорошо выкормленных влияют на симбиотические бактерии,
людей преобладает подкожный жир, которые регулируют проницаемость
который откладывается на груди, кишечника. Когда она увеличивает-
бедрах и ягодицах взрослых женщин ся, липополисахариды и патогенные
и на животе у мужчин. Жир в этих об- бактерии возбуждают иммунную
ластях издавна считали признаком систему сальника, и у пациентов с
здоровья, силы, плодовитости и со- абдоминальным ожирением разви-
циального статуса, а стало быть, и вается воспаление.
красоты. Даже приматы обращают
внимание на отложения подкожного Но если патогенное висцеральное
ожирение  — результат неправиль-
ного питания, есть надежда, что оно

25

Из чего Люди-то думают, что все самое важное происходит наяву… По-
сделаны этому — да, пусть думают, будто живут ради всей этой чепухи,
сны? которая «наяву»...

Н. Маркина Макс Фрай. Чуб земли

Наверное, самая загадочная часть жизни живот- Одних сновидения посещают каждую ночь, других лишь
ных и человека — это сон. Существует множество изредка; одни сновидения запоминаются до мельчайших
гипотез о том, зачем нам нужно ежедневно на не- деталей, от других остаются лишь смутные образы; одни мы
сколько часов отключать сознание и выпадать из смотрим с удовольствием, как захватывающее приключенче-
реальности, о некоторых из них «Химия и жизнь» ское кино с нашим участием, другие мучают нас кошмарами
писала в мартовском номере 2014 года. А из всех и оставляют тягостное ощущения наутро. Некоторые люди
явлений, которые связаны со сном, самое зага- утверждают, что никогда не видят снов, но, очевидно, про-
дочное и таинственное — это сновидения. Дей- сто не помнят этого. Большинству людей интересны сюжеты
ствительно, что за творческий порыв овладевает сновидений, они сами пытаются их объяснить, да и в толко-
нашим мозгом в то время, когда ему положено вателях снов не было недостатка во все времена. Не будем
отдыхать? Как и зачем он создает фантастиче- уходить в сторону мистики, не будем говорить о сонниках и
ские миры наших снов? о «вещих снах», нас интересует точка зрения современной
науки на феномен сновидений.

Сновидениями всегда интересовались психологи, а у
психоаналитиков анализ сновидений  — один из рабочих
инструментов, но вот физиологи относятся к ним скорее
скептически. Хотя, похоже, в последнее время и физиологи
прислушались к психологам, повернулись лицом к этому
предмету и пытаются его исследовать своими методами.
Сновидения начинают вызывать интерес как явление, которое
пока не имеет общепринятого научного объяснения.

Уильям Демент (фото вверху) первым связал быструю фазу сна со сновидениями

26

«Исследования мозга из области сознательного расши- Проблемы и методы науки
ряются и на область бессознательного,  — сказала Елена
Корабельникова, профессор МГМУ им. И.М.  Сеченова, связал фазу быстрого сна со сновидениями, был американ-
психотерапевт, член Международной ассоциации по иссле- ский нейрофизиолог Уильям Демент: его эксперименты конца
дованию сновидений, открывая 2-ю Международную кон- 50-х годов показали, что, если разбудить человека в процессе
ференцию «Галерея сновидений», которая прошла в Москве быстрого сна, он дает отчет о сновидении. Демент заметил и
этой весной. — Мы рады, что начали находить общий язык с то, что чем дольше длится фаза БС, тем более длинный отчет
физиологами». о сновидении удается получить.

Изучение любого предмета начинается с его определения. В 80–90-е годы прошлого века фаза быстрого сна очень
По определению, которое дает Михаил Полуэктов, врач- интриговала ученых, ей придавали чрезвычайно большое
сомнолог, доцент МГМУ им. И.М. Сеченова, сновидение — значение. Существовала гипотеза «поисковой активности»,
это то, что: автором которой был советско-израильский психофизио-
лог Вадим Ротенберг: эта гипотеза рассматривала БС как
— представляется нам во время сна; способ мозга найти решение проблем, которые человек не
— носит нарративный (повествовательный) характер; может решить наяву. С фазой быстрого сна нейрофизиологи
— связано с личным опытом; связывали такие интересные феномены, как консолидацию
— отличается необычностью, иногда фантастично; памяти, — считалось, что именно в этот период в мозге кра-
— отражает то, что волнует человека и что он осознает; тковременная память переходит в долговременную. Были
— отражает то, что волнует человека, но чего он не осознает; распространены эксперименты на лабораторных крысах с
— отличается отсутствием критического отношения к про- депривацией (лишением) быстрого сна и изучением ее вли-
исходящему. яния на обучение и память. Такие эксперименты проводила
и автор статьи, работая в НИИ фармакологии РАМН, а нашим
Видения быстрого и медленного сна «гуру» в то время был Мишель Жуве, в лаборатории которого
в Лионском университете и начались эти исследования.
Я рассказал ему о Люцифере, Коломбине и собаках,
об их странном танце во время сна. Но затем специалисты пришли к выводу, что фаза мед-
ленного сна (МС), когда электрическая активность мозга на
— Так этим тварям просто снятся сны! — ответил он. ЭЭГ выглядит как медленноволновые колебания (с низкой
Мишель Жуве. Замок снов. Перевод В.М. Ковальзона частотой и высокой амплитудой), не менее важна для мозга,
чем фаза быстрого сна. Кроме того, оказалось, что МС тоже
Если обратиться к истории сомнологии — науке о сне, то сна- может сопровождаться сновидениями. По словам Михаила
чала исследователи связывали сновидения только с фазой Полуэктова, в период БС сновидения более яркие и эмоцио-
быстрого сна (БС), она же парадоксальная фаза сна (ПФС) нальные, а в период МС это скорее «дремы» (как у студентов,
или фаза быстрых движений глаз (БДГ, rapid eye movement, засыпающих на лекциях).
REM). В этот период электрическая активность мозга, реги-
стрируемая на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), очень напоми- Раздел сомнологии, занимающийся изучением сновиде-
нает его активность при бодрствовании, а также отмечаются ний, носит название «онейрология». Сновидения как объект
характерные движения глазных яблок за закрытыми веками.
Открытие быстрого сна как отдельной стадии принадлежит
американскому нейрофизиологу Натаниэлу Клейтману,
позже это состояние на животных подтвердил французский
специалист по исследованию сна Мишель Жуве. Первым, кто

Мишель Жуве нашел быструю фазу сна у животных

По мнению Вадима Семеновича Ротенберга, быстрый сон служит мозгу для по-
иска решения проблем, которые не решаются наяву

«Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru

27

Рисунки Мишеля Жуве к роману «Замок снов»

исследований имеют некоторые особенности. Прежде всего, Некоторые концепции сновидений
единственная достоверная информация о сновидении — это
рассказ человека, «сновидца». Конечно, делались попытки Обычная реакция моего организма: когда мне перестают нра-
зарегистрировать объективные показатели сновидения, но виться текущие события, он требует, чтобы ему дали пожить
пока они не очень убедительны. То, что сновидения возни- какой-нибудь иной жизнью, сон какой-нибудь интересный,
кают на фоне высокочастотной активности коры мозга, уже что ли, показали.
доказанный факт, но по ЭЭГ мы не можем отследить момент
начала сновидения. И отсюда возникает вторая проблема — Макс Фрай. Власть несбывшегося
времени. Мы не знаем, соответствует ли субъективное время,
которое человек ощущает во время сновидения, объективно- Различных теорий сновидений, как психологических, так и
му времени, которое проходит для всех остальных. нейрофизиологических, существует не менее десятка. Одни
из них пытаются ответить на вопрос, как возникают сновиде-
Есть противоположные точки зрения на эту проблему: одни ния, другие — зачем они нужны.
специалисты полагают, что время в сновидениях примерно
соответствует астрономическому, другие считают, что время Самая известная теория основоположника психоанализа
там сжимается, за секунды во сне можно пережить целую Зигмунда Фрейда говорит о том, что сновидения — это от-
историю. В пользу сжатия времени говорит известный сон ражение наших скрытых и подавленных желаний, которые
одного из пациентов Зигмунда Фрейда, который основатель обитают в подсознании. Нейрокогнитивная теория (автор
психоанализа приводит в своих трудах. Человеку снится, что американский психолог Уильям Домхофф) стоит на том,
его ведут на казнь; вот его привели, поставили на колени, на что сновидения составлены из обрывков воспоминаний
шею опускается гильотина, и в этот момент он просыпает- бодрствования с преобладанием эмоционально значимого
ся — и обнаруживает, что ему на шею упал валик с дивана. аспекта этих воспоминаний. По теории, которую выдвинула
Получается, что этот случайный, непредсказуемый эпизод, Чжан Цзе, китайский психиатр, сновидения отражают процесс
который в реальности занял меньше секунды, в субъектив- консолидации памяти, в них появляются образы из рабочей
ном восприятии спящего человека продолжался заметное памяти по мере того, как они переходят в долговременную
время — весь эпизод с подготовкой и проведением казни. память. Финский невролог Антти Ревонусуо считает, что в
сновидениях моделируются опасные ситуации для отработки
Упомянутый Уильям Демент пытался связать сновидения реакции на них.
с наблюдаемым в период БС движением глазных яблок (бы-
стрые движения глаз, БДГ). Один из испытуемых в его экс- Все перечисленные и некоторые другие теории придают
перименте рассказывал, что ему снилась игра в пинг-понг, сновидениям некий смысл. Напротив, теория американского
а его движения глаз в это время можно было расценить как психиатра Алана Хобсона постулирует, что сновидения — это
«следящие» за шариком. Но другими исследователями связь всего лишь побочный эффект электрической активности
сновидений и БДГ не была подтверждена. мозга. Во время быстрого сна активируется разветвленная
сеть холинергических нейронов (использующих для пере-
28

Алан Хобсон считает, что сновидения лишь побочный продукт электрической Владимир Матвеевич Ковальзон разделяет взгляды Хобсона
активности мозга

дачи нервного сигнала в синапсах медиатор ацетилхолин), в структуры сенсорного восприятия. Таким образом и «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
кора пытается интерпретировать этот электрический шум запускается сновидение  — возникают зрительные и
и синтезирует сюжеты сновидений. Этот взгляд разделяет слуховые образы. Гипотеза объясняет и то, почему со-
и один из ведущих отечественных специалистов по физио- держание сновидения часто связано с недавним опытом
логии сна, доктор биологических наук Владимир Матвеевич или эмоциональными переживаниями наяву — потому
Ковальзон. Он считает, что сновидения возникают как «эпи- что в первую очередь порог переходит возбуждение тех
феномен» активно работающего мозга во время быстрого нейронов, которые были активны при бодрствовании. А
сна, когда из десятка активирующих систем мозга остаются дальше начинают работать ассоциативные связи, акти-
в работе две-три и при этом выключены все сенсорные входы вирующие другие нейроны.
и выходы на мышцы.
«В рамках этой теории сновидения не имеют никакого
Наиболее детальную физиологическую гипотезу снови- функционального значения,  — подводит итог И.Н. Пига-
дений предлагает доктор биологических наук Иван Нико- рев. — Скорее они представляют собой легкую и безобидную
лаевич Пигарев, ведущий научный сотрудник Института патологию сна. Но то, что в сновидениях проявляются наи-
проблем передачи информации РАН. Он известен своей более активные образы предшествующего бодрствования,
оригинальной теорией о функциональном назначении сна, делает их при разумной интерпретации действенным ин-
которая подробно изложена в упомянутой статье в «Химии и струментом в руках нейропсихолога».
жизни». Если коротко, суть его «висцеральной теории» в том,
что во сне наш мозг переключается с обработки сигналов Иван Николаевич Пигарев предложил наиболее детальную физиологическую
от внешних стимулов на обработку сигналов от внутренних гипотезу сновидений
органов — пищеварительной системы, сердца, эндокринной
системы и пр. Вписываются ли в эту картину сновидения? 29
Как говорит Иван Николаевич, долгое время он был настроен
даже не скептически, а активно против изучения сновиде-
ний. Но само его присутствие на тематической конференции
говорит об изменении позиции. Теперь она такова: «Если
мы предлагаем универсальную теорию сна, то сновидения
как обязательное явление эта теория должна объяснять».

Вот в чем состоит гипотеза И.Н. Пигарева. Кора головного
мозга рассматривается как универсальный компьютер, кото-
рый делает анализ входной информации вне зависимости от
того, какая информация туда приходит. Во время бодрствова-
ния нейроны коры анализируют информацию об окружающей
среде от рецепторов органов чувств и посылают результат
ее переработки на структуры, связанные с сенсорным вос-
приятием. Во время сна эти же нейроны коры переключаются
на анализ информации от интерорецепторов во внутренних
органах. Результат ее переработки посылается в структуры,
связанные с управлением внутренними органами. Выход
на структуры, связанные с сенсорным восприятием, во сне
заблокирован. Но, как объясняет Пигарев, если сигнал до-
статочно сильный, он может преодолеть порог и прорвать
эту блокировку.

При повышении потока нервных импульсов от вну-
тренних органов в нейронах коры усиливается высоко-
частотная активность, и эта импульсация прорывается

Сны как инструмент психоаналитика желтая, мы открыли ее и вышли. И мы оказались на ярмарке.
Там были всякие игрушки, а продавцы были звери. Потом мы
Сны — отражение реальности. Реальность — отражение снов. вошли еще в одну дверь, там была тропинка, мы прошли по
Зигмунд Фрейд ней и вышли в школу». Этот рассказ лингвистически харак-
теризуется плоской нарративной структурой: он состоит из
Психологам, а тем более психоаналитикам, по большому нескольких коротких структурированных эпизодов, которые
счету неважно, посредством какого физиологического ме- следуют цепочкой друг за другом.
ханизма в мозге возникают сновидения. Им важно то, что
сновидения — это окно в мир психической деятельности, в А вот грустная история невротического ребенка. «Я была
область бессознательного, они отражают психическое со- дома с мамой, братом, ну там кот еще снился мне. Долгое
стояние человека, и с ними можно работать, чтобы коррек- время снилось, как мы просто дома, делами занимаемся,
тировать это состояние. потом чего-то тревогу я почувствовала, выглянула в окно — у
нашего подъезда пожарная машина стоит, я смотрю, пламя
О том, как сегодня психоаналитики работают со снови- прямо полыхает. Вот. И не знала, что мне делать — папы нет.
дениями, рассказала Елена Лисавцова, в настоящее время Но мне почему-то казалось, что я должна все решить, но не
практикующая в Германии. Аналитик выслушивает рассказ знала, как нам спастись. То есть можно было бы по лестнице
пациента о сновидениях и пытается его интерпретировать. побежать  — лифты уже не могли работать, но с мамой… у
Цель интерпретации — наделение непонятных, символиче- меня же мама больная. Вот я мучилась так, потом просну-
ских образов сновидения более понятным смыслом, перевод лась». Конечно, и по содержанию это сновидение отличается
из бессознательного поля в сознательное. В основе сюжета от первого. Но вот что видят лингвисты: здесь нет плоской
сновидения лежат остатки дневных впечатлений, детская, структуры повествования, оно глубже и сильнее ветвится,
дологическая ассоциативность мышления, индивидуальные в нем много связей разного уровня. В центре рассказа не
субъективные переживания из прошлого, в том числе трав- столько хронологическая последовательность событий,
матические, базовые потребности (в безопасности, любви, сколько эмоциональные переживания и анализ возможных
пище), отражение актуальных фантазий, страхов, желаний. последствий. Здесь налицо фрустрация — неосуществленное
В классическом психоанализе в сновидении выявляются намерение; в сон вводится событие из реальности — «у меня
влечения человека, по тем или иным причинам вытеснен- же мама больная»…
ные из реальности (по Фрейду, это влечения сексуального
или агрессивного характера). Такое вытеснение приводит Лингвисты описали таким образом рассказы о сновидени-
к внутреннему конфликту, поиск которого и происходит во ях детей из двух групп и сравнили их, используя некоторые
время психоаналитического сеанса. Современный психоана- количественные показатели. У них получилась достоверная
лиз отличается более широким подходом к интерпретации. разница: рассказы детей с невротическим расстройством
Психоаналитику важно то, как человек рассказывает свое были длиннее, их структура отличалась большей степенью
сновидение, какими словами и метафорами пользуется, как ветвления и большей глубиной узлов. Кроме того, в этих
расставляет смысловые и эмоциональные акценты. Он делает рассказах чаще встречались определенные маркеры. Один
пациента активным участником процесса, побуждает к сво- из таких маркеров, объясняет Подлесская, союз «но». С точки
бодным ассоциациям, вызванным сновидением. В конечном зрения лингвиста, он употребляется, когда нарушается не-
счете анализ сновидений должен помочь человеку решить который привычный способ последовательности реализации
психологическую проблему путем ее осознанности. событий или причинно-следственные связи. В невротических
рассказах он встречается чаще, потому что в них проявляются
Сны с точки зрения лингвиста внутренние конфликты говорящего.

Оригинал неверен по отношению к переводу. Реальность одна Осознанные сновидения
из ипостасей сна.
— Найдешь его, как же, — вздохнула Янина. — Он, зараза та-
Хорхе Луис Борхес кая, во сне остался. И ужас в том, что рано или поздно я снова
туда засну.
Поскольку сновидение оценивается по рассказу о нем, не-
маловажную роль в его анализе играют лингвисты. Такое Макс Фрай. Сказки старого Вильнюса
исследование вместе с Еленой Корабельниковой проводила
специалист в области структурной и прикладной лингвистики Под осознанным сновидением подразумевается явление,
РГГУ Вера Подлесская. В этой работе сравнивали рассказы о при котором человек осознает, что видит сон и даже может
сновидениях детей и подростков — здоровых и с невротиче- им в определенной степени управлять. Это явление было
скими нарушениями. Цель исследования — понять, найдутся описано в XIX веке, подробно его исследовал американский
ли какие-то косвенные симптомы невротического расстрой- психолог Стивен Лаберж, он также разработал специальные
ства в том, как дети строят свой рассказ. В устном рассказе техники, позволяющие научиться осознанному сну. Этот
о сновидении лингвистов интересуют самые разные его метод используют в терапии  — например, чтобы избавить
аспекты: используемые слова, просодии (звуковые параме- человека от навязчивых ночных кошмаров. Однако некото-
тры — тембр, тональный диапазон) и т. д. При анализе устный рые люди практикуют осознанные сновидения просто ради
текст делится на маленькие фрагменты, которые лингвисты необычных ощущений — заказал себе сон как увлекательное
называют «элементарными дискурсивными единицами». путешествие в иные миры, и смотри кино с твоим собствен-
Грамматически они чаще всего соответствуют простым пред- ным участием!
ложениям, произносятся в рамках одного интонационного
контура (интонация сначала повышается, потом падает), а их Правда, большинство медиков и физиологов не одобряет
длина обычно соответствует паузам, которые человек делает подобных экспериментов: на это состояние можно под-
между вдохами. сесть, как на наркотик, и неизвестно, чем это кончится. К
тому же осознанное сновидение физиологически отлича-
Лингвист приводит рассказ здорового ребенка. «Мы с ется от обычного сна. Как объясняет Владимир Ковальзон,
классом пошли куда-то, зашли в дом, там были ступеньки у людей, спящих «осознанно», во время фазы быстрого
и вода. Мы встали на большой плот и переплыли на другую сна остается активным дорсолатеральный участок пре-
сторону. Потом мы вышли из двери — там была дверь такая фронтальной коры головного мозга, который связывают с
сознанием. У обычно спящих людей он не активен, даже в

30

Проблемы и методы науки

Владимир Борисович Дорохов интересуется проблемой осознанных сновидений видений. Сон под контролем регистратора ЭЭГ и датчиков «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
дыхания и движения глаз происходил сначала в лаборато-
фазе быстрого сна. Очевидно, «осознанный» сон не равен рии, но затем ученые разрешили испытуемому спать дома,
обычному полноценному сну и не дает организму полно- в более привычной обстановке (это важно для качества сна).
ценный отдых. Во время стадии быстрого сна испытуемый прослушивал
запись инструкции и должен был выполнить определенное
Об экспериментальных исследованиях осознанных снови- задание, например решить несложную арифметическую
дений рассказал доктор биологических наук, руководитель задачу. Ответ он давал числом дыхательных движений или
лаборатории нейробиологии сна и бодрствования Института движений глаз, эти движения регистрировались датчиками.
высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Вла- После пробуждения человек рассказывал о своем субъек-
димир Борисович Дорохов. Разговор продолжился у него в тивном опыте.
лаборатории, с участием Александра Миронова — именно
он несколько лет назад, будучи аспирантом, пришел сюда По словам Александра Миронова, испытуемый не всегда
с идеей изучать осознанные сновидения как измененное реагировал на инструкцию. Но даже если он не реагировал,
состояние сознания. Эту идею руководителю лаборатории инструкция встраивалась в его сон — например, ему снилось,
пришлось отстаивать на ученом совете. Далеко не все были «как какие-то люди на улице ругаются о числах». Если же от
согласны с тем, что осознанные сновидения  — это фено- испытуемого поступала реакция, то в 60% случаев он во сне
мен, достойный научного исследования. Как вспоминает давал правильный ответ. После пробуждения он подтверждал,
Владимир Борисович, убеждая членов совета, он напомнил что осознавал себя в процессе сновидения и отвечал на внеш-
директору института Павлу Милославовичу Балобану о ние сигналы. Регистрация показала, что, когда испытуемый
случае, произошедшем во время их студенческой работы реагирует на команды (то есть во время осознанного сно-
в стройотряде. Студенты стали свидетелями того, как двое видения), электрическая активность его мозга усиливается
их сокурсников спали и видели общий сон, в котором вели по сравнению с обычным быстрым сном, появляется также
осмысленный разговор, обсуждая как лучше нести носилки кожно-гальваническая реакция, которая говорит о мощном
с бетоном. эмоциональном выплеске.

Идея исследования осознанных сновидений была одобре- Таким образом, возможность диалога во сне в прин-
на. Как объясняет Александр Миронов, прежде всего, нужно ципе была подтверждена. Эксперименты показали, что
было экспериментально подтвердить этот феномен. А имен- осознанные сновидения происходят во время быстрого
но — доказать, что во время сна мозг способен к переработке сна; что это более активное состояние мозга, чем просто
информации, что внешние стимулы могут восприниматься и быстрый сон, и что оно сопровождается сильной эмо-
встраиваться в сюжет сна и т. д. Для этого ученые разработали циональной реакцией. Чтобы получить более детальную
методику коммуникации со спящим человеком. Оборудо- информацию, ученые собираются усовершенствовать свое
вание для экспериментального исследования осознанных регистрирующее оборудование и продолжить работу в
сновидений было сконструировано с помощью сотрудника большем масштабе. Задачи, запланированные на будущие
лаборатории Геннадия Трощенко, который разработал прибор эксперименты, — задавать испытуемому во время сна во-
для регистрации дыхания и быстрых движений глаз во сне. К просы о содержании сновидений и получать на них ответы.
этому добавился миниатюрный усилитель для регистрации «В конечном счете, — говорит Александр Миронов, — на
ЭЭГ. Это оборудование было нужно для того, чтобы попро- этой модели измененного сознания интересно исследо-
бовать вступить в диалог с испытуемым во время осознанного вать, активность каких структур мозга служит коррелятом
сновидения. В диалоге исследователь использует голос, а человеческого сознания».
спящий — дыхательные движения и движения глаз в опре-
деленном ритме. Так от исследования сна можно перекинуть мостик к
исследованию сознания. Если понимать под сознанием
В пилотном исследовании участвовал один испытуемый — психическое отражение внешнего мира, то обладает ли со-
опытный «сновидец», владеющий навыком осознанных сно- знанием спящий человек? Ответ на этот вопрос меняется
в зависимости от того, имеем ли мы дело с обычным сном
или с осознанным. Применение современных методов ре-
гистрации к этому состоянию позволит понять, как сознание
«включается» и «выключается». И разобраться в том, отвечает
ли за сознание упомянутая дорсолатеральная область пре-
фронтальной коры, или нечто совсем иное, или же сознание
живет не в какой-то определенной области, а в интеграции
нейронной сети всего мозга.

31

Полный нежных желетелых организмов, попавших в сеть и растертых
океан желе потоком воды о тонкую нейлоновую ткань фильтрующего ко-
нуса. Если повезет, в пробе найдется уцелевшая медузка или
Кандидат биологических наук прозрачные колпачки — поплавки сифонофоры, но бóльшая
часть желетелых животных окажется разрушенной. (Если
Г.М. Виноградов же совсем не повезет, то медуза окажется большой, и тогда
пробе прямая дорога в брак, ибо выпутать из этого комка
Они многочисленны, разнообразны, важны для своих мезоглеи и щупалец налипшие на них организмы… н-да…
экосистем; многие из них хищные, многие довольно Впрочем, не будем о грустном.) Понятно, что они тут были,
крупные. Однако до недавнего времени они хорошо но сколько? И кто?
скрывались от биологов. В буквальном смысле — про-
ходили сквозь сито. Желетелых в океане много, и они разные. Помимо всем
известных медуз (от крошечных гидромедузок до огромных
Когда планктонная сеть приходит на борт судна, то в стакан- сцифоидных медуз вроде цианей или хризаор, о которых
чике, укрепленном внизу ее фильтрующего конуса, остается рассказывалось в одном из предыдущих выпусков цикла), там
пара ложек розоватой каши — улов, который сеть нахлеба- плавают гребневики, сифонофоры и аппендикулярии (эти,
ла, пройдя несколько сотен метров столба воды. В богатых конечно, сами не желетелые, но зато строят огромные слизи-
приповерхностных слоях каши будет больше, из бедных стые домики). Гребневики, хотя на первый взгляд и похожи на
вод больших глубин сеть принесет ее совсем чуть-чуть. Под медуз, им совсем не родичи и принадлежат к отдельному типу
бинокулярным микроскопом эта каша распадется на мно- животных. Они двусторонне-симметричны и передвигаются,
жество веслоногих рачков-копепод, почти наверняка в ней гребя рядами пластинок из сросшихся ресничек. Но, как и у
найдутся несколько ракообразных покрупнее: эуфаузииды медуз, их тела состоят из желеобразной массы, выстеленной
(«криль»), амфиподы и небольшие пелагические креветки; одним слоем клеток снаружи и еще одним изнутри. Как и
встретятся раковинки пелагических моллюсков-птеропод и медузы, гребневики — хищники, и у многих из них есть пара
напоминающие прямые вермишелинки прозрачные палочки длинных ловчих щупалец.
«морских стрелок» — хетогнат, и очень похожие, но черные,
палочки — планктонные рыбки-циклотоны, несколько полу- Сифонофоры же, напротив, родичи медуз, те и другие при-
прозрачных пелагических многощетинковых червей и еще надлежат к группе организмов, которую раньше называли
пара-другая разных любопытных тварей. И среди всего этого кишечнополостными, а теперь часто зовут стрекающими.
будут лежать прозрачные окатыши кусочков желе, какие-то Но они — не одиночные организмы, а колонии: на общей оси
обрывки щупалец, слизистые тяжи и комочки  — остатки сидит множество специализированных зооидов, которые
преобразовались в поплавок, в плавательные колокола, в
питающихся (и кормящих всю колонию) гастрозооидов с
ловчими нитями, половых особей и даже в кроющие пластин-
ки. Достигать такая колония может пары метров в длину, но
бывают и небольшие сифонофоры.

Вверху: схема подсчета макропланктона при погружении ГОА «Мир»

32

Аппендикулярии же вообще принадлежат к тому же типу В море и на суше «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
хордовых, к которому относимся и мы с вами. Правда, они
входят в другой, «не наш» подтип и относятся не к позвоноч- слое воды определяли численность представителей разных
ным, а к оболочникам. Это небольшие, редко достигающие групп и, исходя из просмотренного объема воды и размеров
сантиметрового размера животные с длинным хвостом, в ко- животных, оценивали их биомассу.
тором и проходит хорда — шнур из плотной ткани. Нам важно,
что их покровы выделяют густую слизь, из которой строится Поскольку из ГОА все-таки не удается просчитывать мел-
сложно организованный домик, намного превышающий по кий, миллиметрового размера мезопланктон, важно было
размерам саму аппендикулярию. В домике она живет, с его сопоставить объединенные данные по разным орудиям лова:
помощью отфильтровывает из воды питательные частицы. результаты прямых наблюдений (животные крупнее полуто-
Когда же он слишком забивается, аппендикулярия попросту ра сантиметров), ловов планктонными сетями и большими
сбрасывает его и начинает создавать новый, а старый домик батометрами, огромными закрывающимися «стаканами»,
неспешно тонет, постепенно распадаясь... поднимавшими из глубин до 150 литров воды с определенных
горизонтов (по этим пробам учитывалась совсем уже мелочь).
И вот все это плавает в толще океанской воды. Причем Весь фокус был в том, чтобы провести такие работы подряд,
медузы, гребневики и сифонофоры, как уже говорилось, — в одной точке и без временного разрыва между ними.
хищники, стоящие на высоких этажах пищевой пирамиды, так
что роль их в экосистемах пелагиали (толще морской воды, Оценка состава и количества желетелых животных по ре-
удаленной от дна) оказывается достаточно важной. Вспомним зультатам таких комплексных исследований в корне изменила
хотя бы, какой разгром учинил в пелагиали Черного моря представления об их роли в пелагических сообществах всей
занесенный туда из американских вод гребневик-мнеми- толщи вод океана или, по крайней мере, его батиальных глу-
опсис, пожиратель зоопланктона и личинок рыб… И понять, бин — верхних трех километров столба воды. Оказалось, что
как работают пелагические экосистемы, как ветвятся в них на этих глубинах желетелые составляют 80–90% сырой массы
трофические цепочки, как проходят сквозь них потоки органи- планктона. Правда, тут надо иметь в виду, что значительную
ческого вещества, не зная точно роли желетелых, достаточно долю их массы составляет вода. Но все равно, даже если
сложно. Чтобы говорить о роли, надо сначала разобраться: «отсечь» эту воду и выражать биомассу планктона в содержа-
да сколько же их там?! А сети приносят обрывки щупалец и щемся в нем органическом углероде, вклад желетелых оста-
похожие на прозрачные леденцы окатыши желе-мезоглеи… ется огромным: 25–40% от общей биомассы. Прежняя точка
Нет, конечно, со временем, особенно при ловах большими зрения, что вот есть рачковый планктон, который определяет
сетями, набираются уцелевшие экземпляры медузок, при- суть происходящих в пелагиали процессов, и есть разные не
годные для составления фаунистических списков и зооло- столь важные примеси к нему, оказалась весьма далекой от
гических описаний, но ясно, что в таком виде доходит только действительности. Очевидно, что желетелые играют важней-
неизвестно какая, явно не самая большая их часть. И как тут шую роль в транспорте органического вещества и энергии
прикажете быть? из «светлой» приповерхностной продуцирующей зоны, где
идет фотосинтез, в глубины океана, что они образуют суще-
Положение начало меняться в последние десятилетия XX ственную часть пула плотоядных животных столба воды. И
века, когда в практику биоокеанологических работ вошли это требует гораздо более серьезного отношения к ним при
наблюдения за планктоном из глубоководных обитаемых расчетах продуктивности океанских экосистем.
аппаратов (ГОА). В лучах их прожекторов даже маленькие
планктонные животные, парящие в темном столбе воды, На глубинах более 3000 метров роль хищников в пелагиали
хорошо видны. Что же говорить о более крупных желетелых! снижается (это общая закономерность), и на первые позиции
И на глазах изумленных исследователей клочья слизи в выходят фильтраторы и детритофаги  — те, что собирают
розоватой кашице планктонных проб развернулись сонмом провалившиеся на эти глубины крохи еды с пиршественного
поразительной красоты созданий, мерцающих в черной воде. стола «верхних этажей». И тут большое значение имеют ап-
пендикулярии, чьи слизистые домики эффективно вылавли-
Первые же спуски батискафов «Триест» и «FNRS III» показа- вают из воды детритную взвесь.
ли, что желетелых в столбе воды плавает много. Больше, чем
ожидалось. Сперва это были просто сообщения о фактах. По- Выяснилось и другое. Еще первые спуски на «Аргусе» в
том начались попытки подойти к ним «с числом и мерой». Вот Черном море показали, что желетелые не распределены
тут большой вклад в исследование роли желетелых в планкто- равномерно в столбе воды, а норовят сформировать узкие
не внесли отечественные экспедиции, вначале с подводным пиковые скопления на «полочках» гидрологических границ,
аппаратом «Аргус» (теперь он стоит в Геологическом музее толщиной в первые метры или десятки метров. Оно и по-
им. В.И. Вернадского в Москве, и всякий желающий может нятно: на границах скачком меняется плотность воды, так
на него посмотреть), а позже — с «Мирами». В нашей стране что для желетелых они весьма ощутимы. Обнаружение этого
пионерами таких работ были М.Е. Виноградов, Э.А. Шушкина обстоятельства тоже сильно повлияло на представления
и Ю.Г. Чиндонова, в них также принимали активное участие о распределении планктона в столбе воды. Слой плотного
А.Л. Верещака и автор этих строк. скопления желетелых вполне может играть роль фильтра,
перехватывающего вертикальные потоки органики. А верти-
В основе изучения планктона при погружениях ГОА — под- кальные ловы планктонными сетями, когда сеть проходит от
счет животных, проходящих при погружении аппарата через начала лова до своего закрытия несколько сот метров столба
реперную рамку определенной площади или через реперный воды, никак не могли этого показать: пики неизбежно «разма-
куб. Манипулятор ГОА выносит рамку в поле зрения наблюда-
теля. При работе с гораздо более разреженным макроплан- 33
ктоном возможно использование «большой рамки» площадью
3 м2, образуемой вытянутыми вперед манипуляторами ГОА с
зажатым в них фалом. Счет планктона с любым типом рамок
обычно велся при погружении аппарата, так как при подъеме
«сваливающаяся» с корпуса аппарата вода возмущает про-
странство перед иллюминатором. Определения животных, их
численность и размеры наговаривали на диктофон во время
спуска, одновременно надиктовывали глубину нахождения
аппарата. На борту судна данные расшифровывали, в каждом

зываются» на весь этот столб. Это только наблюдения из ГОА
можно «нарезать» на слои нужной толщины (при первичном
подсчете обычно используется шаг в 10 метров).

Тогда же, в черноморских погружениях, удалось получить и
новые данные о поведении желетелых в столбе воды. Напри-
мер, оказалось, что небольшие черноморские тентакулятные
(щупальцевые) гребневики-плевробрахии не просто волочат
свои щупальца за собой, как это всегда рисовали (и как они
иногда действительно делают), но могут вывешивать их в воде
красивыми спиралями, превращая в некий аналог ловчих
сетей пауков-крестовиков.

Гребневики-плевробрахии во время охоты на рачков-калянусов свивают щупальца Мы все едоки, и если хоть отчасти
спиралями (зарисовка М.Е. Виноградова из аппарата «Аргус», 1982) верно, что человек — это то,
что он ест, эта книга про нас.
Позже черноморские наблюдения были подтверждены А о себе всякому читать
данными из открытого океана, где тоже удалось наблюдать интересно.
пиковые скопления желетелых в узких слоях воды. Такие слои
могут создавать и упоминавшиеся выше аппендикулярии, и Основй книги постоянного автора журнала «Химия
тогда вода под ними полна хлопьев «морского снега» из остат- и жизнь» Натальи Резник «Что мы едим? Непро-
ков сброшенных домиков. «В столбе воды полно какого-то ги- стые ответы на простые вопросы» послужили статьи,
гантского снега, снежинки очень оформленные, сантиметров опубликованные в разные годы на страницах журнала,
по пять и крупнее, м. б. остатки домиков аппендикулярий. переработанные и дополненные последними научными
Причем сыплются сверху, я даже знаю откуда: когда всплы- данными. В итоге получились 39 рассказов с замеча-
вали и светили ичимаем катеру (ичимай — это такой яркий тельными иллюстрациями Натальи Колпаковой.
голубоватый фонарь), снежинки эти стали густеть выше 80
м, а где-то на 60 м в воде был слой, весь забитый шарами Все рассказы посвящены известным продуктам, прав-
желе, казалось, их чуть ли не больше, чем воды. И на тех же да, многие из них популярны за пределами нашего
60 м (примерно верх сезонного термоклина) их как ножом Отечества: в лесах Амазонки, полупустынных нагорьях
отрезало: раз, и ни одного, и только видно было, как макушка Китая или на берегах африканских озер. Однако в бли-
слоя вниз провалилась, как шампиньоны на грядке…» (Из жайшем будущем они могут приобрести планетарное
записей автора о погружении на ГОА «Мир» на 9° с. ш. над значение. Продовольственный кризис и глобализация
Восточно-Тихоокеанским поднятием в 2003 г.). уже делают свое дело, и некоторые экзотические для нас
культуры постепенно проникают на прилавки российских
Помимо прочего, вся эта история великолепно подтвержда- магазинов. К этому нашествию нужно подготовиться.
ет, что и в наши дни прямые наблюдения за природой могут Современному человеку следует знать, как правильно
принести самые неожиданные результаты. есть акрид, что заменит россиянам сою, каковы на вкус
«бедра нимфы Авроры» и в каких краях эти нимфы во-
К сожалению, финансовые и административные пертур- дятся, и не путать батат с картофелем.
бации первых десятилетий XXI века поставили «Миры» на
прикол, а попытки адаптировать упомянутую методику для Купить книгу можно в нашем киоске www.hij.ru.
спусков необитаемых буксируемых аппаратов показали, что Цена – 425 рублей с доставкой по РФ.
даже весьма хорошие телекамеры не могут полноценно за-
менить тут человеческие глаза. Во всяком случае, пока еще
не могут. Так что сейчас тема прямого подсчета планктона в
столбе воды несколько заглохла. Что до важнейшего вопро-
са об истинной роли желетелых в экосистемах океанической
пелагиали, то он еще далек от окончательного разрешения.

34

Ячейки
Бенара в меду

Здравствуйте! Эта, на первый взгляд стройная тео- Вопрос-ответ «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
Объясните, пожалуйста, почему в рия иногда подвергается критике. Есть
меду, если его немного налить на мнение, что главную роль играет не про- Градиент химического потенциала может
блюдце, добавить немножечко воды сто конвекция, то есть перемешивание быть тем термодинамическим стимулом,
(не перемешивать!) и совершить не- жидкости с разной температурой, а осо- который при перемешивании меда с во-
сколько круговых движений,  прояв- бый случай так называемой конвекции дой обеспечивает формирование ячеек
ляется узор в виде сот? С уважением, Марангони. Она связана с тем, что если у как градиент температуры в масле. При
жидкости сила поверхностного натяжения этом мед устремляется наверх, в воду, а
А. Молчанов, сильно зависит от температуры, то именно вода – вниз, перемешиваясь с лежащим
школьник, Московская область эта сила, а не стремление к выравниванию там медом.
температуры, и будет играть основную
Скорее всего никто и никогда не иссле- роль. Неустойчивости, которые обеспечива-
довал образование ячеек в меду и, более ют разбиение однородных жидкостей на
того, даже не ставил себе задачу провести Проявлением конвекции Марангони ячейки, очевидно, возникают вследствие
такую работу. В связи с этим у вас есть считают так называемые слезы вина; они образовавшихся при вращении блюдца
прекрасный шанс заполнить этот пробел проявляются в бокале, куда налит крепкий волн. Здесь очень интересно следующее.
и даже, при удаче, получить заслуженную (около 20% спирта) напиток: жидкость В принципе, процесс самоорганизации
Игнобелевскую премию, которую дают на- самопроизвольно начинает ползти по всегда считается средством снижения
стоящим исследователям, стремящимся его стенке вверх, то есть против действия энтропии, поэтому любая самооргани-
не отчитаться по гранту, но найти ответ силы тяжести. Связано явление с тем, зованная система – от ячеек Бенара до
на самый главный для ученого вопрос: а что спирт охотно испаряется из воды, государства – существует только за счет
почему это так? Заодно, попутно, разобла- а его коэффициент поверхностного на- проходящих через нее потоков энергии.
чить вредную лженаучную точку зрения, тяжения гораздо ниже. То есть, возни- Когда энергия кончается, энтропия унич-
которая утверждает, что в такой картинке кает градиент как концентрации спирта, тожает всякий порядок. Здесь же выходит,
воспроизводится генетическая память так и силы поверхностного натяжения, что сама энтропия парадоксальным об-
меда о нахождении в шестиугольных со- которая и затаскивает напиток вверх по разом порождает порядок.
тах. Из общих же соображений явление стенке бокала. Однако и тут может про-
можно объяснить так. явиться релеевская неустойчивость: в Однако можно придумать и другой меха-
силу случайных причин где-то на фронте низм. Ведь сила поверхностного натяже-
Физикам хорошо известны ячейки Бе- поднимающегося слоя возникает утолще- ния у меда и у воды сильно различаются.
нара. Они возникают при неравномерном ние, которое, втягивая в себя окрестную Значит, в блюдце с ними имеется градиент
нагреве жидкости, когда по ее толщине жидкость, становится слишком тяжелым; силы поверхностного натяжения. В прин-
имеется градиент температуры. Увидеть образуется капля, скатывающаяся вниз: ципе, в этой ситуации может возникнуть и
их можно, поставив нехитрый опыт: налив вино «плачет». конвекция Маронгини, втягивающая мед
тонкий слой масла на сковородку и поме- в воду, а воду – в мед гораздо сильнее,
стив ее на плиту. При не сильном нагреве Эти знания можно попробовать при- чем химпотенциал. Тогда также появятся
масло станет прогреваться равномерно и менить к меду. Чтобы возникли ячейки шестиугольные ячейки.
ничего не произойдет. А если нагрев силь- Бенара, необходим градиент тепла.
ный, то в масле возникнет так называемая Конечно, растворение дает тепловой эф- Для выбора правильной гипотезы нужно
релеевская неустойчивость – она названа фект, но он слишком мал, чтобы вызвать бы поставить опыты с разными видами
по имени лорда Рэлея, который дал тео- самоорганизацию. Однако тепло – это меда, при разных температурах, исполь-
ретическое описание ячеек Бенара. Суть энергия. Нет ли тут еще одного градиента зуя разную воду, например минеральную,
ее в том, что какая-то случайно возникшая энергии? Его можно найти. В физической и навести статистику по динамике обра-
неоднородность потока горячей жидко- химии принято оперировать так назы- зования и исчезновения шестиугольных
сти, а он поднимается от дна сковородки ваемой полной энергией системы, и в ячеек. Надо быть готовым, что опыты не
вверх, не затухает, как положено, а раз- ней, в частности, есть член, называемый всегда приведут к успеху – в редакции
вивается. Возникают устойчивые вихри, химическим потенциалом. В нем учтена ячейки в меду получить не удалось ни при
и вся поверхность масла мгновенно по- энтропия, которая тем больше, чем менее нагреве, ни с использованием соленой
крывается ячейками. Вихри могут быть упорядочена система. Чистая вода или воды, правда, был лишь один образец
разных диаметров, но выживает лишь чистый мед – гораздо более упорядочены, меда. Удачи!
один размер, потому ячейки одинаковы. В чем водный раствор меда, их энтропия
центре вихря горячее масло поднимается меньше. Именно рост энтропии и обе- Подготовил
вверх, а по краям – остывшее на границе спечивает перемешивание жидкостей.
с воздухом – идет вниз. кандидат физико-математических наук

Казалось бы, ячейки будут цилиндри- С.М. Комаров
ческими. Однако они должны заполнять
весь слой без промежутков, а цилиндры
так делать не могут: плоскость можно
плотно заполнить лишь многоугольника-
ми, причем всего тремя – правильным
треугольником, квадратом и шестиуголь-
ником. Система выбирает последний как
наиболее близкий к окружности.

35

Homo Писательство и научная деятельность нерасторжимы. И дело
Scribens — тут не в том, что ученые так уж любят писать или что это у
человек них хорошо получается. Тут как раз наоборот, большая часть
пишущий ученых пишет плохо, если не сказать ужасно, и только обилие
специальной терминологии как-то маскирует недостатки в
Доктор химических наук языке. Ученые просто вынуждены писать, чтобы донести свои
теории и экспериментальные результаты научному сообще-
Г.В. Эрлих ству, которое в должном порядке их отрецензирует, обсудит,
воспроизведет и наконец признает (или не признает). Только
36 после такой апробации факт, установленный ученым, мо-
жет считаться научным фактом, а до этого он, даже трижды
правильный, остается незнамо чем. Но суть деятельности
ученого состоит в установлении фактов, их увлекает сам
процесс творчества и научного поиска, а его изложение в
научной статье сродни написанию объяснительной в полиции
о деянии, которое в ходе его совершения казалось таким за-
хватывающим, веселым и прикольным.

Мемуары Игнобеля

Заметим, что Ю.Т. Стручков по всем отзывам был настоя-
щим, высокопрофессиональным ученым. Его феноменальная
продуктивность была связана, с одной стороны, с тем, что
он много работал; как он сам говорил, его лозунгом было:
сегодня работать больше, чем вчера, и завтра больше, чем
сегодня. С другой стороны — с тем, что он напал на золотую
жилу, имя которой рентгеноструктурный анализ.

Вы задумывались, откуда ученые взяли объемные изо-
бражения химических молекул, которыми пестрят страницы
различных изданий, от школьных учебников до гламурных
журналов? Оттуда и взяли, из результатов рентгеноструктур-
ного анализа. Сам метод открыли в начале XX века, отец и сын
Брэгги получили за это Нобелевскую премию по физике в 1915
году, но расшифровка данных по дифракции рентгеновских
лучей на кристалле вещества требовала огромного объема
расчетов. Так что взрывное развитие этой области началось,
когда производительность доступных компьютеров достигла
требуемого для этих расчетов уровня. Случилось это как раз
в 1980-е годы.

Сотрудники возглавляемой Ю.Т. Стручковым лаборатории
в Институте элементоорганических соединений АН СССР
установили структуру нескольких тысяч сложных соединений,
которые им привозили исследователи со всей страны. Это
была новая и очень ценная информация, которую с готовно-
стью принимали к публикации самые влиятельные журналы.
Да, рутина, но приведите пример хоть одного старателя,
который бросил бы «скучную» разработку золотой жилы и
отправился бы в увлекательный поиск новой.

Сейчас бы Стручкову Игнобелевскую премию не дали.
Времена изменились: количество публикаций стало главным
показателем продуктивности научной деятельности, и боль-
шинство ученых с энтузиазмом клепают однотипные работы
и пишут под копирку статьи, лишь бы их принимали к публи-
кации в высокорейтинговых журналах. Или мечтают об этом.

Мы попытались найти топ-лист наиболее плодовитых уче-
ных  — и не смогли этого сделать. Здесь есть объективные
сложности. Слишком много стало научных журналов, даже са-
мая обширная база данных Web of Science охватывает далеко
не все (точную долю указать нельзя, потому что неизвестно
общее количество издаваемых в мире научных журналов).
А ведь есть еще околонаучные, ненаучные и антинаучные
журналы и другие издания, включая сетевые, где публикуются
ученые или люди, так себя называющие.

В процессе поисков мы наткнулись на человека, число на-
учных публикаций которого составляет около двухсот тысяч,
точное число не знает, наверно, и сам автор. Это помимо 1,3
миллиона созданных им стихотворений. Имя это человека —
Филипп Паркер, американец, 1960 года рождения.

Самое удивительное, что в раннем детстве Паркеру диагно-
стировали дислексию — мозговое расстройство, нарушение
способности к овладению навыком чтения и письма. Видимо,
в пику диагнозу он получил степень PhD по экономике в очень
престижной Уортонской школе бизнеса при Пенсильванском
университете, а также магистерские степени по финансам и
Все это лирика, а реалии таковы, что ученый должен пи- Художник С. Дергачев
сать и публиковать статьи. И как в любом виде человеческой «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
деятельности, здесь есть свои рекордсмены. В 1993 году
Игнобелевская премия по литературе была присуждена на-
шему соотечественнику, химику и кристаллографу Юрию Ти-
мофеевичу Стручкову (1926–1995), который за десятилетие,
в 1980-х годах, опубликовал 948 научных статей, в среднем
по статье в 3,9 дня.

Российское научное сообщество встретило эту весть с
чувством глубокого удовлетворения, всегда приятно, когда
успешному коллеге надевают на голову шутовской колпак, а
именно так трактовали Игнобелевскую премию. Насколько
нам известно, сам Юрий Тимофеевич тоже был сильно уяз-
влен этой премией, он искренне не понимал — за что? Ведь он
просто честно и хорошо выполнял свою работу. Естественно,
что Юрий Тимофеевич не поехал на вручение премии, он, как
все мы, выходцы из СССР, ничего не понимал в пиаре.

37

менеджменту. Но истинный прорыв произошел, когда Паркер, но почему-то никто из них не приехал на церемонию вручения.
уже профессор, запатентовал (патент США № 7,266,767 от 4 Премию за них получила доктор Марша Энджелл, ответствен-
сентября 2007 года) метод и устройство для автоматического ный секретарь журнала (а это был «The New England Journal of
составления и распространения научных текстов. Созданная Medicine», еще бы — такой рекламный ход! Она честно при-
им компьютерная программа Long Tail сама собирала ин- зналась, что не знала, сколько авторов у статьи. «Я попросила
формацию на заданную тему из Интернета, различных баз ассистентку сосчитать их, но она сказала, что лучше пойдет
данных типа Web of Science, компоновала их в шаблон науч- сверлить зубы». Аплодисменты за откровенность!
ной публикации — статьи, обзора или монографии, и после
маркетингового исследования отсылала их в подходящее Зря смеялись. Это быстро вошло в практику. Для многих
издательство. исследований по расшифровке геномов тысяча соавторов —
нормальное явление. Их уже не приводят в тексте статьи, а
Как свидетельствуют очевидцы, из-под пера направляе- выносят в приложение на сайте журнала.
мой Паркером машины выходят вполне читаемые и содер-
жательные тексты. Их качество по мере развития работ по Но абсолютный, на сегодня, рекорд установила статья,
искусственному интеллекту будет только увеличиваться. Нас посвященная одному из самых нашумевших открытий по-
ждет шквал «научных» публикаций, ведь их «авторам» доста- следних лет — определению массы бозона Хиггса на Большом
точно будет только ввести название темы «исследования» в адронном коллайдере. У этого «ребенка» 5154 отца и матери,
компьютер. Впрочем, эту услугу — научную публикацию по перечисление их фамилий и мест работы заняло 24 страницы
требованию — программа Long Tail уже предоставляет. текста, оставшиеся 9 посвящены полученным результатам и
их обсуждению, включая ссылки. Хочется верить, что никого
В области патентования, в отличие от научных статей, суще- не забыли, при таком большом коллективе это было бы осо-
ствует хоть какой-то порядок, потому что выдачей патентов бенно обидно.
занимаются уполномоченные государственные структуры.
Соответственно, найти информацию об обладателях наи- Писателей и ученых роднит еще одно обстоятельство  —
большего количества патентов можно за несколько кликов. Об трудность публикации своих выстраданных, написанных по-
одном из них мы уже рассказывали — это Ёсиро Накамацу, у том и кровью произведений. Это Пушкину было хорошо: «Не
которого более 3500 патентов. Даже с учетом его преклонного продается вдохновенье, но можно рукопись продать». А что
возраста выходит по патенту в неделю сознательной жизни. делать остальным, которые не могут — продать? Почитайте
Патент оформить — это не статью написать, тут думать надо, душещипательные и абсолютно реалистичные, в отличие
более того — придумывать, а это сложнее всего. от ее произведений, рассказы Джоан Роулинг о попытках
пристроить ее романы о Гарри Поттере, и вы проникнетесь
Между прочим, у Томаса Эдисона (1847—1931) было 1084 сочувствием к ученому, пытающемуся опубликовать свою
патента. И никто не ерничает по поводу их количества и ка- статью в высокорейтинговом научном журнале, естественно,
чества, ведь многие из них дожили в устройствах до нашего зарубежном. Ответы одинаковы: нашему читателю это неин-
времени, никто не высчитывает издевательски, сколько часов тересно и плохой язык. Но это полбеды. В конце концов, если
и минут уходило у него на одну гениальную идею, на то он и так уж хочется увидеть тобой произведенное напечатанным,
гений, чтобы делать то, что неподвластно другим. можно и приплатить свои кровные; эта система работает и
в издательствах художественной литературы, и в редакциях
Показатели самых плодовитых изобретателей намного научных журналов, включая самые влиятельные. Неприятно
выше. У японца Сюмпея Ямадзаки (1942 года рождения), другое. Статья/книга издана, но ее никто не читает, роман
по данным на 2 мая 2018 года, 5169 патентов США в области не замечают ни читатели, ни критики, статья ускользает от
компьютерных наук и физики твердого тела, у преследующего внимания коллег, которым она, собственно, и адресована.
его по пятам и иногда даже обгоняющего австралийца Киа
Силвербрука — 4745 патентов США в самых разных областях Для этого есть объективная причина — число статей, ко-
электроники. Причем это данные только по патентам США, торые печатают ежегодно даже по очень узким темам, из-
если учесть международные патенты, то их число сильно воз- меряется сотнями и тысячами, их физически невозможно
растет, например, у Силвербрука — до круглых десяти тысяч. прочитать одному человеку. В высокорейтинговые журналы
стремятся попасть в том числе и потому, что эти журналы
Писательство  — дело интимное. В литературе, конечно, хотя бы просматривают, но даже там нет никакой гарантии,
есть примеры соавторства, братья Гонкуры, Анн и Серж Голон, что вашу статью прочитают, поймут, оценят и начнут на нее
Ильф и Петров, Буало — Нарсежак, но это исключения; кроме ссылаться. Поэтому ученые пускаются на всякие хитрости,
того, там всегда неясно, кто, собственно, писал, а кто только чтобы привлечь внимание к своей статье.
подбрасывал идеи, критиковал и бегал по издательствам. То
же в науке. Пишет обычно один, отдуваясь за всех, остальные Один из ярчайших примеров такого продвижения своих
соавторы обычно просто подписывают статью, часто не читая, научных идей явил мировому сообществу Андрей Константи-
или подтверждают запрос об авторстве из журнала. Иногда нович Гейм (1958 года рождения), наш соотечественник, увы,
они впервые узнают о своем авторстве из такого запроса, что, бывший. В 1997 году Гейм вместе со своим старшим коллегой,
скажем на собственном опыте, проходит по разряду прият- профессором Бристольского университета сэром Майклом
ных неожиданностей. Это отнюдь не означает, что соавторы Берри в 128-й раз теоретически проанализировали поведе-
не имеют отношения к статье. Наука сейчас коллективная, ние диамагнетика в магнитном поле. Вот как они описали
особенно экспериментальная, кто-то выполняет какую-то полученные ими результаты в реферате опубликованной ими
свою часть исследований, другие руководят и анализируют исторической статьи: «Диамагнитные объекты выталкиваются
результаты, при составлении авторского коллектива статьи магнитным полем. Если поле достаточно сильное, отталкива-
лучше перебдеть, чем недобдеть, обиды из-за невключения ние может уравновесить гравитацию, левитирующие таким
в число авторов помнятся всю жизнь. образом объекты могут находиться в стабильном равновесии,
что очевидно противоречит теореме Ирншоу. На самом деле,
Здесь тоже есть свои рекордсмены. В 1993 году Игно- теорема Ирншоу не применима в случае индуцированного
белевской премией по литературе была отмечена статья магнетизма, что делает возможным появление минимума
«Международное выборочное исследование, направленное общей (гравитационной + магнитной) энергии. Мы вывели об-
на сравнение четырех подходов к инфаркту миокарда», в щие условия стабильности и показали, что зоны стабильности
которой было 976 соавторов, в сто раз больше числа страниц всегда существуют на оси поля с вращательной симметрией и
в статье, включающих и список авторов — по соавтору на каж- они включают точку перегиба величины поля. Для случая поля
дые два слова текста, включая артикли и предлоги. Премию внутри соленоида детально рассчитаны параметры зоны; при
присудили, конечно, не статье, а людям, всем 976 соавторам,

38

достаточной длине соленоида центр зоны располагается на Мемуары Игнобеля «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
его верхнем конце, а вертикальная протяженность зоны со-
ставляет около половины радиуса соленоида». сочинил Верди или Чайковский 150 лет назад. Это не осоз-
нанный плагиат, а искреннее заблуждение.
Как-то не впечатляет, скажете вы. Мы согласимся с вами,
потому что мы не специалисты. Но и те с большой вероятно- Ученые, как и все творческие натуры, очень увлекающиеся
стью не заметили бы эту статью, если бы Гейм не поместил в люди. Если им в голову западет какая-то идея, тянущая на от-
статью фотографию левитирующего объекта, и не какой-ни- крытие, то они начинают ее разрабатывать, забывая обо всем,
будь банальной капельки воды, а живой лягушки. Изюминка о сне, еде, семье и друзьях, даже о здравом смысле. Быстрее,
здесь состоит в том, что лягушка по природе своей недиа- быстрее, написать статью, подать заявку, застолбить идею!
магнитна, но в сильном магнитном поле, около 16 тесла, она
приобретает магнитные свойства, это и есть индуцированный И вот, впав в такой творческий раж, австралиец Джон Кео в
магнетизм. Хотя нет, изюминка все же в живой лягушке. Со- 2001 году подает заявку на инновационный патент «Круглое
ответственно, статья называлось не привычно, типа «О пове- приспособление для облегчения транспортировки» («Circular
дении диамагнитных объектов в сильном магнитном поле», а transportation facilitation device») и получает его (патент
броско и неожиданно — «О летающих лягушках и левитронах». Австралии № 2001100012 от 02.08.2001). Суть изобретения
передает рисунок, старательно нарисованный заявителем.
Ученые таки привлекли внимание к своей статье — в 2001-м Он был, несомненно, очень горд собой, мало кому выпадает
Берри и Гейму присудили Игнобелевскую премию по физике. счастье изобрести колесо.
Тогда о Гейме узнала вся мировая общественность, не только
научная, и всласть посмеялась. Но хорошо смеется тот, кто Ладно, признаемся: мы вас разыграли. Нет, такой патент
смеется последним. Через несколько лет Андрей Гейм сделал реально существует и даже находится в открытом доступе,
еще один исторический эксперимент, на этот раз вместе со можете скачать и убедиться. Джон Кео  — тоже реальный
своим однокашником по Физтеху Константином Новосёловым персонаж, но мотивация его поступка была другой. Он хотел
(1974 года рождения). Он был еще проще, чем опыт с леви- лишь продемонстрировать идиотизм, извините, недостатки
тирующей лягушкой, и не требовал долгого теоретического «инновационной» системы выдачи патентов в Австралии. Суть
обоснования. Достаточно было школьных знаний по химии. этой инновации состояла в том, что Австралийское патентное
бюро отказалось от проверки заявок, оно выдает патенты на
Все помнят структуру графита — уложенные стопкой слои, что угодно и утверждает их своей красивой печатью. Моти-
состоящие из атомов углерода, соединенных в гексагональ- вация? Экономия средств как своих (государственных), так
ную сетку. Физики давно мечтали изучить свойства такого и заявителя. От последнего требуется только уплатить не-
слоя, они загодя придумали для него название — графен и большую пошлину в размере 180 австралийских долларов,
теоретически рассчитали его электрические характеристики, и он становится обладателем вожделенного патента.
но никак не могли его заполучить в свои руки. Что придумали
наши парни, выросшие не в тепличных условиях, а в Сочи и Ситуация не уникальна. Огромное количество научных
Нальчике (Гейм) и в Нижнем Тагиле (Новосёлов)? Они взяли журналов не рецензируют поступающие в них статьи. По
обычный скотч, приклеили его к отполированному кристаллу идее, эти функции должны выполнять редакции журналов,
графита и рванули, как при эпиляции. В одном из удачных но у них на это зачастую не хватает ни времени, ни сил, ни
экспериментов им удалось оторвать точно один слой графи- желания. Последнее объясняется тем, что во многих жур-
та — графен, который они перенесли на пластину из диоксида налах за публикацию взимают с авторов плату, и отнюдь не
кремния и измерили его электрические характеристики, символическую — сотни долларов за статью. Дареному коню
которые, к слову сказать, оказались точно такими, какими в зубы не смотрят. Мы не хотим этим сказать, что в такого
предсказывали теоретики. Бинго! Нобелевская премия по рода журналах публикуют полную ерунду. Более того, мы
физике за 2010 год. уверены, что среди опубликованных там статей есть поисти-
не гениальные, которые по разным причинам не пробились
Этот пример, пусть и единичный, доказывает, что между в реферируемые высокорейтинговые издания. Вот только
лауреатами Нобелевской и Игнобелевской премии нет их никто, скорее всего, не прочитает, ученые — не читатели,
принципиальной разницы. Большую часть из них объединя- ученые — писатели.
ют любознательность, наблюдательность, умение находить
нестандартные решения и юмор, то есть те черты, которые А Джон Кео отлично прикололся, в душе он настоящий уче-
свойственны настоящим ученым. Не случайно лауреаты ный, вынужденный прозябать в шкуре адвоката по патентным
Нобелевской премии с удовольствием принимают участие в делам. И он несомненно заслужил Игнобелевскую премию
церемониях награждения Игнобелевской премией, они там по технологиям за 2001 год. Эту премию с ним по праву раз-
встречают родственные души, там — весело. делило Австралийское патентное бюро, ведь именно его
действия, точнее говоря, бездействие, сделали возможным
В заключение еще одна история, которая созвучна старому этот исторический курьез.
анекдоту, в политкорректном варианте: ученый — не читатель,
ученый  — писатель. Нет, ученые читают много, заведомо 39
больше среднестатистического обывателя. Они просто вы-
нуждены читать много специальной литературы, чтобы быть
в курсе последних исследований в их области науки и чтобы
подкреплять свои аргументы и выводы ссылками на другие
работы. Но, как мы уже говорили, то, что они успевают про-
читать, — лишь капля в море литературы, опубликованной по
их теме. Что-то они неизбежно пропускают, и это очень часто
порождает ситуацию, когда ученые заново открывают то, что
было сделано до них, случается, задолго до них.

Возможен и такой вариант: ученый подхватил в какой-то
статье идею, потом забыл о ней, а спустя некоторое время
она вдруг всплыла в его сознании как озарение. Как у компо-
зитора, в голове которого вдруг начинает звучать мелодия,
чертовски хорошая мелодия, и он поспешно записывает ее
и с гордостью выпускает в мир, совершенно забывая, что ее

Продолжаем рассказы- Результаты: физика
вать о новых результатах
в естественных науках. Что
касается физики, мы ори-
ентируемся на сообщения
о новых научных результа-
тах, публикуемые в жур-
нале «Успехи физических
наук» (УФН, www.ufn.ru),
соответствующую рубрику
там ведет Ю.Н. Ерошенко.
Мы, конечно, отбираем,
адаптируем, поясняем и
кое-где комментируем…
В данном случае обратим
свое внимание на работы
в области исследования
свойств веществ и мате-
риалов и создания новых
приборов и методов. Все
объекты, которые видим
вокруг себя, сделаны из
тех или иных материа-
лов или веществ, а что
касается приборов  — то
современная физика соз-
дает многие нужные ей
приборы сама, а иногда
создание этих приборов
само требует самой новой
физики.

Исследование материалов Сначала исследователи изучили воздействие импульсов,
для термоядерных реакторов которые нагревают вольфрам. В Токамаке поток мощности на
дивертор составит в среднем 10 МВт/м2, а в импульсе — вдвое
Винституте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН соз- больше, поэтому его наружный слой выполнен из вольфрама.
дан уникальный экспериментальный стенд BETA (Beam Оказалось, что из-за воздействия электронного импульса
of Electrons for materials Test Applications), на котором можно коэффициент рассеивания света увеличивался дважды. Пер-
изучать воздействие экстремальных тепловых нагрузок на вый раз — одновременно с электронным импульсом, когда
конструкционные материалы, планируемые к использованию в резкий рост температуры заставлял поверхность вспучивать-
Международном экспериментальном термоядерном реакторе ся. Размеры «вспучиваний» были такими же, как размеры
ИТЭР. Внутренние элементы дивертора, устройства для вывода зерен в структуре вольфрама. Однако из-за охлаждения и
примесей из плазмы, часто и резко нагреваются, то есть испы- обратной упругой деформации неровности поверхности в
тывают термические удары, поэтому важно изучить стойкость их значительной степени сглаживались, и коэффициент рас-
поверхности. Влияют термические удары и на объем, и на по- сеяния снова уменьшался. Вольфрам вздрагивал, но вроде
верхность, но то, что отваливается и испаряется с поверхности, бы приходил в себя. Неожиданным оказалось то, что спустя
попадает в плазму и может радикально повлиять на ее свойства. секунду после импульса коэффициент рассеяния света
снова резко возрастал и далее оставался постоянным. Это
Установка BETA хороша тем, что позволяет изучать быстрый повторное повышение исследователи объясняют тем, что
нагрев поверхности в реальном времени — непосредственно на поверхности появляются необратимые растрескивания.
во время самого воздействия и сразу же после него. Сердце Но вот почему это происходит не сразу, а с задержкой около
установки BETA — оригинальный источник мощного электрон- секунды — пока непонятно.
ного пучка с дуговым плазменным эмиттером. Его импульсы
длительностью 100–300  мкс способны воспроизводить Затем пришел черед экспериментов с более мощными
на площади 1  см2 вольфрамовой мишени тепловой удар с импульсами, нагревающими вольфрам значительно выше
плотностью мощности до 15 ГВт/м2 (в 200 раз больше, чем температуры плавления. Здесь исследователи наблюдали
мощность на поверхности Солнца). На ту же мишень направ- интенсивный поток микрокапель вольфрама с размерами
ляется луч лазера, и наблюдается отраженный свет, причем 2–7 мкм с поверхности мишени. В русских народных сказках
прямой луч затенен, а наблюдается только окружающее его это называлось «пойдут клочки по закоулочкам». С помощью
диффузное гало — результат рассеяния излучения лазера от
неровностей и дефектов поверхности. На фото вверху: вольфрам, вставший дыбом после теплового удара

40

нескольких камер регистрировали пространственные траек- пСрвиервхыпсрооквоомдидмаволсетньиLиaH10 «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
тории вылетающих микрокапель. Они появляются потому,
что материал быстро прогревается вглубь и одновременно Две группы исследователей независимо сообщили о на-
остывает за счет испарения с поверхности. В результате блюдении ими признаков сверхпроводимости в гидриде
температура под поверхностью становится выше, чем на ней, лантана под большим давлением при рекордно высокой тем-
и жидкий металл вскипает, происходит «подповерхностное пературе. Это вещество относится к обычным сверхпрово-
кипение». В таком режиме в Токамаке вольфрам работать не дникам, описываемым теориями Бардина – Купера – Шриф-
должен, но понимать, что с ним произойдет, если случится фера и Мигдала  –  Элиашберга. Недавнее открытие сверх-
непредвиденное, нужно. проводимости сероводорода H2S при температуре 203 K и
повышенном давлении вызвало новый интерес к данному
Эксперименты на стенде BETA проводит объединенный типу сверхпроводников, так как теоретически нет препятствий
коллектив сотрудников и аспирантов Института ядерной для их сверхпроводимости даже при комнатной температуре.
физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирского государ-
ственного университета и Новосибирского государственного В Институте химии Общества им. М. Планка (Германия)
технического университета при поддержке Российского науч- обнаружено, что у LaH10 зависимость критической темпера-
ного фонда (проект № 17-79-20203) (УФН, 2018, т. 188, с. 574). туры от давления имеет максимум в районе 250–252 K при
давлении 170 ГПа. Образец сжимали в алмазной наковальне,
Микролазеры а сверхпроводимость отмечали по падению электрического
сопротивления и по изотопному эффекту при замене обычно-
«М алое — это прекрасно!» В Национальной лаборатория го водорода на дейтерий. Кроме того, температура перехода
в Беркли им. Лоуренса создали микролазеры раз- зависела, как ей и положено, от внешнего магнитного поля.
мером в несколько микрон, которые имеют порог генерации Другая группа исследователей в Университете им. Дж. Ва-
при минимальной мощности накачки 14 кВт/см2. Микролазер шингтона (США) выполнила похожий эксперимент и обнару-
представляет собой полистирольную микросферу диаметром жила падение сопротивления образца LaH10 при охлаждении
5  мкм (в десять раз меньше диаметра волоса). Ее поверх- до 280  K (это уже 7°C!) под давлением около 200 ГПа. Эти
ность покрыта наночастицами из смешанного фторида иттрия результаты дают надежду на получение в будущем и ком-
и натрия с небольшой примесью ионов тулия. Накачка проис- натно-температурной сверхпроводимости, хотя пока что при
ходит в инфракрасном диапазоне, генерация — в видимом. большом давлении (УФН, 2019, т. 189, с. 223).
Благодаря полному внутреннему отражению света внутри
микросферы возникает стоячая волна, которая создает на Лазерный радиопередатчик
поверхности области максимума интенсивности. Если в
такой области оказывается частичка, начинается лазерная ВГарвардском университете (США) сделали радиопе-
генерация в тулии. редатчик, в котором излучение лазера с длиной вол-
ны в единицы микрон, то есть в ближнем инфракрасном
Ранее созданные микролазеры требовали большей диапазоне, преобразуется в радиоволны микроволнового
мощности накачки, выделяли много тепла и поэтому могли (СВЧ) диапазона. Делали такое и раньше, но, в отличие от
работать только в импульсном режиме. Новый микролазер других известных методов генерации радиоволн с помощью
проработал в непрерывном режиме в течение пяти часов; лазера, радиоизлучение возникает в данном случае непо-
он выделяет мало тепла и поэтому может работать в био- средственно в рабочем объеме лазера. Полупроводниковый
логических средах, не разрушая их. Так что мыши (а потом лазер на основе слоев GaInAs/AlInAs генерировал колеба-
и мы с вами) будут не просто люминесцировать, а излучать ния нескольких соседних оптических мод, то есть типов
лазерно (УФН, 2018, т. 188, с. 911). Такой микролазер можно колебаний. В этом случае возникают пространственные и
применять для биологических и медицинских исследований, временные вариации электромагнитного поля, причем на
например, показано, что в сыворотке крови можно изучать частотах, являющихся разностью близких частот, то есть на
движение молекул некоторых белков или ДНК. существенно более низких частотах, так называемые бие-
ния. Эти вариации влияли на стимулированное излучение
Новый компонент электроники и поглощение фотонов, которое, в свою очередь, вызывало
движения электронов и генерацию радиоволн на частоте
Вобычных биполярных и полевых транзисторах входные 5,5 ГГц, то есть на частоте в 10 тысяч раз более низкой. Верх-
ток или напряжение управляют током на выходе транзи- ний металлический электрод имел прорезь и был щелевой
стора. Но в Пусанском университете (Южная Корея) теоре- антенной для излучения сигнала во внешнее пространство.
тически рассмотрели новое устройство, в котором входные Сигнал можно было модулировать полезной информацией,
сигналы должны непосредственно управлять напряжением изменяя питающий ток лазера. Создатели этого передатчика
на выходе. Новый активный компонент, хотя он пока еще не полагают, что устройство может работать и на прием. В этом
был реализован на практике, предложено называть транс- случае возникают разные интересные возможности в об-
айтором (trancitor = tran-sfer + capa-citor). Возможно, транс- ласти создания гибридных электронно-фотонных устройств
айтор удастся создать на основе эффекта Холла. По мнению (УФН, 2019, т. 189, с. 642).
исследователей, применение таких приборов упростит схе-
мотехнику, увеличит скорость работы устройств и изменит Материал подготовил
эмпирический закон Мура (УФН, 2018, т. 188, с. 686). Заметим,
что «ток на выходе транзистора» появляется только при нали- Л. Намер
чии нагрузки, а без нее даже классический вакуумный триод,
известный более ста лет, является трансайтером.

41

Если вы
скачали этот

номер
журнала
Химия и

жизнь
с бесплатного

сайта,
то

внести посильный взнос на оплату труда
журналистов, редакторов, художников
и корректоров вы можете, оплатив один

номер или целую подписку
в нашем киоске по адресу:
http://www.hij.ru/buy_subscribe/

2

Если вам
надоело
скачивать
случайные
номера
журнала
Химия и
жизнь
с бесплатного
сайта,
то

с любого номера вы можете подписаться
на бумажную или электронную версию
журнала по адресу
http://www.hij.ru/buy_subscribe/

3

К столетию «Такие идеи могут приводить
полярного только помешанные»
земледелия
Идею развития земледелия в северных широтах во второй
Кандидат биологических наук половине XIX века впервые выдвинул известный энтузиаст
освоения Севера и Сибири купец М.К. Сидоров. На его обра-
Н.В. Вехов щение к императору один из помощников последнего, генерал
Зиновьев, ответил: «Так как на Севере постоянные льды, хлебо-
В августе 2001 года, когда я после почти двадцатилет- пашество и местные промыслы невозможны. <...> Такие идеи
него перерыва приехал на Кольский полуостров, на могут приводить только помешанные». Интересно, что такого
оживленных местах в Кировске и Апатитах наблюдал же мнения в отношении сельского хозяйства придерживались
непривычную для Севера картину: на ящиках и столах и некоторые исследователи Кольского полуострова: «Коляне
бабули торговали пучками свежей зелени — укропом, не имеют никакой надежды на земледелие» (А.А. Жилинский.
петрушкой и салатом, морковью и картошкой, огур- Крайний север Европейской России. Петроград, 1916). Коляна-
цами «с пупырышками» и кабачками. Такая картина
более типична для городов в центре России, ее не ми называли жителей поселка Колы, давшего имя полуострову.
ожидаешь увидеть в каких-то ста с лишним киломе- Однако в 1910-х годах на Кольском полуострове впервые
трах от Северного Ледовитого океана. Все, чем сейчас
пользуются северные дачники и огородники, — много- были обнаружены огромные запасы апатито-нефелинового
летние наработки, советы и рекомендации ПОСВИР, сырья для производства удобрений, полиметаллов и желез-
Полярно-опытной станции Всероссийского института ных руд. После революции при Высшем совете народного
растениеводства. хозяйства была образована Комиссия по изучению Севера.

Энтузиасты  — любители полярного земледелия сегодня не Административное здание Полярной опытной станции ВИР в первые десяти-
хуже своих подмосковных коллег выращивают помидоры и летия ее существования. (Барабанов А.В., Калинина Т.А. «Апатит» – из века в
огурцы, салат и другую зелень, плодовые кустарники, соби- век. Апатиты: 2004)
рают на зиму добрый урожай картофеля, закатывают десятки
и сотни банок солений и маринадов, демонстрируют свои
достижения наравне с аграриями ПОСВИР и агрофирмами
и даже нередко конкурируют с ними, выставляя на ярмарки
«Урожай» свою уникальную продукцию. Между тем всего век
назад предложения развивать овощеводство в этом регионе
расценивались как безумие.

42

По рекомендации Комиссии в начале 1920-х годов государ- История современности
ство приняло программу промышленного освоения Кольского
полуострова, создания здесь крупной индустриальной базы, десять с небольшим лет его будут считать основоположником
строительства городов и организации современных тому пе- северного растениеводства, чуть позже отметят его научные
риоду производств. достижения званием академика ВАСХНИЛ, а в 1942 году за
общеизвестные работы по теории и практике земледелия на
Жителей новых городов и поселков следовало обеспечить Крайнем Севере СССР наградят Государственной премией
разнообразными продуктами питания. И в 1921 году примерно первой степени.
в 150 км к северу от Северного полярного круга, в трех верстах
от железнодорожной станции Хибины, на берегу знаменитого Надо сказать, что все время, пока Эйхфельд занимал пост ру-
озера Имандра была организована Хибинская опытная сель- ководителя станции (до 1940 года), Вавилов не забывал своего
скохозяйственная станция. ученика, несколько раз приезжал к нему, чтобы познакомиться
с проблемами и достижениями северного растениеводства.
Поначалу перед станцией стояли весьма скромные задачи: Николай Иванович проникся идеей сельскохозяйственного
подобрать культуры, пригодные для выращивания в Мурман- освоения Севера: «Наряду с продвижением земледелия к
ской области, освоить для этого новые земли и разработать Крайнему Северу в связи с развитием промышленности и путей
приемы агротехники для условий Севера. В 1922 году работу сообщения, встает еще более грандиозная задача осеверения
станции возглавил молодой агроном, выпускник Новоалек- советского земледелия... Встает задача завоевания целого
сандрийского института сельского хозяйства и лесоводства материка» (Из истории Мурмана: календарь дат и событий на
Герман Михайлович Крепс (1896–1944). При содействии 2013 год. Мурманск, 2012).
консультанта Мурмземотдела (губернского учреждения, от-
пустившего на организацию опытного поля 150 пудов муки «Трава уже желтеет, а ты не косишь»
для пропитания персоналу станции) и научного сотрудника
Севэкспедиции К.Д. Доброхотова, энтузиаста северного Вот первые впечатления Эйхфельда от нового места службы.
земледелия, добровольно помогавшего станции, совместны- «Я знал, что... в полутора километрах от станции Хибины рас-
ми усилиями удалось раскорчевать и обработать полгектара корчевано около гектара лесной гари (во время строительства
земли. Вдобавок Агрослужба Мурманской железной дороги железной дороги леса выгорели почти на всем ее протяже-
помогла перевезти на место, выбранное для опытного пункта, нии. — Примеч. автора) и сделаны посевы ячменя, льна, по-
два старых сруба. сажен картофель. В мае я обнаружил посев озимой ржи... В
сентябре рожь созрела. Местные саами... видя созревшую
В 1922 году почвенно-ботанический отряд Северной научно- рожь, обращались ко мне с упреками: “Трава уже желтеет, а
промысловой экспедиции начал готовить первые сельскохо- ты не косишь”. Мой ответ, что это не трава, а хлеб, привел их
зяйственные опыты, посеял овощные и некоторые зерновые
культуры. Скромные опыты дали неожиданно хорошие резуль-
таты, стало ясно, что развивать огородничество в регионе и
сеять зерновые, по крайней мере, сначала ячмень, а затем и
другие, на Севере стало возможным. Государство нацеливало
станцию на создание в Мурманской области местного агро-
комплекса для производства сельхозпродукции, в особенности
овощей, труднопривозимых, но совершенно необходимых для
нормального питания и борьбы с цингой.

Настоящие же исследования и сортоиспытания начались
весной 1923 года, когда на полустанке Мурманской железной
дороги из вагона высадился молодой агроном Иоган Гансович
Эйхфельд (1893–1989), выпускник Петроградского сельско-
хозяйственного института, ученик Н.И. Вавилова. Уже через

Станция Хибины.
Музей Полярного отделения ВИР

Рисунок А.П Луговского
«Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru

43

Гражданин Лапландии Г.М. Крепс Поначалу о северной агрономической станции почти никто в
стране, кроме специалистов, не знал. В этой связи небезынте-
в изумление. Они впервые увидели, как растет рожь. <...> По ресен один из первых отзывом в СМИ о начальном этапе дея-
трудности освоения, может быть, только мерзлые болота в тельности ПОСВИР («Вестник Карело-Мурманского края», № 3,
Магаданской области можно сравнить с болотами и камени- 15 августа 1924 года): «Среди дебрей Кольского полуострова,
стой почвой Мурманской области. Местные почвы весьма мало почти в самом центре его, на берегу огромного полярного
содержат органического вещества — гумуса, поэтому потребу- озера Имандра приютилось всего две деревянные постройки
ются большие количества навоза или навозных компостов...» обычного крестьянского типа; около них несколько десятин
(Н. Филина. В Тик-Губе росли кофе и ананасы // Кировский обработанной и занятой разнообразнейшими культурными
рабочий, 2006. 27 июля. С. 5). Молодой агроном, засучив ру- растениями земли: правильно распланированные делянки,
кава, приступил к осуществлению грандиозных задач. Хотя он борозды, гряды и грядки. Ближе к постройкам — парники, в
и числился заведующим, вместе со всеми выполнял тяжелые нескольких саженях от парников метеорологическая станция.
физические работы. От ст. Хибины до агрономического участка почти 3 версты <...>.

44

Агроном И.Г. Эйхфельд совершил подвиг — создал северное растениеводство «В ваших руках — ключи «Химия и жизнь», 2019, № 11, www.hij.ru
к победе над цингой!»
В этой обстановке трое людей с ранней весны и до поздней
осени обречены на незаметный, но громадный подвиг. Все Первые несколько лет станция ютилась на нескольких гекта-
работы по Хибинской опытной агрономической станции вы- рах сельскохозяйственных площадей. Территории опытных
полняются заведующим, его помощником и одним рабочим. участков росли очень медленно. Так, к 1929 году Хибинский
Свыше 3-х десятин тщательно разработанных, удобренных, пункт засевал растения всего-то на 7 га культурной почвы и 8
разделанных и с величайшей любовью засаженных разно- га осушенных болот.
образнейшими культурными растениями, и все это силами
только трех работников, составляющих "персонал" станции! А в Благодаря титаническим усилиям крохотный коллектив энту-
течение лета сколько здесь всевозможной работы: неустанные зиастов вырастил некоторые овощи и собрал первый урожай.
наблюдения, записи, поливка, полка, борьба с вредителями... Это убедило власти, что необходимо расширять сеть сельхоз-
и ко всему этому еще метеорологическая станция, оборудо- станций в регионе. Помимо опорного пункта на станции Хиби-
ванная по инициативе теперешнего руководителя агроном ны, в 1924 году Колонизационный отдел Мурманской железной
участком. В 6 час. утра начинается трудовой день "персонала" дороги организовал еще два таких же сельскохозяйственных
станции и длится до 10–11 час. вечера, а в весеннее время и учреждения. Одно из них — в поселке Кола, том самом, жители
дольше, до 2-х — 3-х ч. ночи. Осенью работа в дождливую и которого «не имеют надежды на земледелие», на берегу Коль-
холодную погоду, длящуюся месяцами. Не лучше в это время ского залива Баренцева моря, близ Мурманска. Там создали
и в жилище хибинских подвижников; из двух имеющихся на опытно-показательный огород, где культивировали все главные
станции построек одна еще не достроена, а помещение для огородные растения и проводили интересные полевые опыты:
рабочего, в котором живут сейчас все трое, течет и доступно на больших площадях работы велись в примитивных условиях,
ветрам, постоянно завывающим в щелях стен такой величины, приближенных к тем, что имелись в крестьянских хозяйствах.
что свободно проходит рука. И за все это крайне скудная оплата Другое учреждение организовали в Северной Карелии, у стан-
труда, руководитель станции, его помощник и рабочий полу- ции Лоухи. Эти опытные пункты Колонизационного отдела были
чают ничтожное содержание. самыми северными организациями такого характера не только
в пределах СССР, но и всех северных стран.
Казалось бы, почва для недовольства и всевозможных на-
реканий самая благоприятная. Но, к удивлению всех посе- Когда под началом И.Г. Эйхфельда был собран первый ма-
щающих этот культурный скит, ни от кого из обслуживающих ленький урожай, управление Мурманской железной дороги
хибинскую станцию никогда не услышите какой-либо жалобы без промедления предоставило в распоряжение энтузиастов
на свое положение, на отсутствие каких-либо культурных вагон для организации передвижной выставки, демонстри-
условий существования, скуку и т.  п. У всех их только одна рующей достижения Хибинского опытного поля. На каждой
забота, неизменная цель — благополучие дела, которое они остановке от Кандалакши до Мурманска Эйхфельд проводил
на себя взяли и которому преданы беззаветно. Здесь всегда митинги, произносил горячие речи: «Товарищи, вот репа, вот
все работы выполнены в срок, нет запозданий, забывчивости. огурцы, выращенные здесь, на Крайнем Севере. Это — не чудо.
Отсюда как будто изгнаны слова и понятия: усталость, невоз- Мы призвали на помощь науку и заставили ее служить нам.
можность, забывчивость». Пробуйте репу, берите семена, засевайте участки! В ваших
руках — ключи к победе над цингой, этим бичом Заполярья!..»

Несмотря на каждодневную борьбу с трудностями и от-
сутствие денег, уже в первый год на Хибинской станции были
испытаны 616 рас и сортов культурных растений, овощных и
корнеплодов. И все эти масштабные работы вели не десятки
людей, а всего два агронома — Эйхфельд и Мария Митрофа-
новна Хренникова — и несколько рабочих.

Первые же опыты по внедрению в практику полярного зем-
леделия сортов из средней полосы и юга страны показали,
что они непригодны для использования в открытом грунте.
Тогда агрономы решили использовать стандартные парники и
теплицы, испытав в условиях Кольского полуострова несколько
типов подобных сооружений и введя в практику их обогрев.

Начались исследования по агрономии завозимых сортов. Уже
в 1924 году сотрудники станции приступили к опытам по культи-
вированию малины, черной смородины и клубники, причем по-
следняя дала отличный урожай.В 1925 году испытали 671 культуру,
в 1926-м — 663. Испытание Севером прошли в том числе 83 сорта
картофеля и 12 — капусты: агрономы опровергли легенду, что в
полярных странах капуста не завивается в вилки из-за непре-
рывного полярного дня. В первые же годы на станции получили
высокие урожаи цветной капусты, репы, свеклы, брюквы, моркови,
редиса, петрушки и льна. Из зерновых вызревали только сорта,
выведенные на Севере, в сходных с Кольским полуостровом ус-
ловиях — в Норвегии, а остальные были признаны пригодными в
качестве кормовых и давали хорошие укосы сена.

В чем секрет первых успехов Эйхфельда и его коллег? По-
мимо фантастической преданности делу и усердия, парал-
лельно с попытками интродукции на Севере овощных культур
и корнеплодов, выращиваемых в более южных широтах, на
станции активно изучали влияние местных природных условий
на завозимые сорта. Но для выведения собственных северных
сортов требовались еще годы исследований, а сейчас нужно
было использовать уже имеющиеся в отрасли наработки.

45

Фото из архива ПОСВИР

Сорта картофеля селекции Полярной опытной станции ВИР 1950-х годов овощи сюда. По этому поводу велась даже целая переписка»
(Дюжилов С.А. Полярное земледелие: постановка проблемы
Среди выведенных для средней полосы и юга страны сортов и ее решение в 1920-е годы на Кольском Севере // Труды
культурных растений пригодными для условий Мурманского Кольского научного центра РАН. Гуманитарные исследования.
округа оказалось только около 15%. «Южанам» не хватало 2016, № 3 (37), выпуск 9).
тепла, почвенно-климатические условия были совершенно
иными. Ученые решили использовать одно из главных пре- Клубника Кольского полуострова
имуществ северных широт  — круглосуточное освещение в
летний период, полярный день, и получили весьма неожи- В 1930-х годах Эйхфельд и его сотрудники активно участвуют
данные результаты. Оказалось, что у многих культур и сортов, в создании совхоза «Индустрия», других хозяйств Мурманской
выращиваемых при длинном дне и низких температурах, бы- области и Северной Карелии. Это было первое сельскохозяй-
стрее проходит развитие и, следовательно, раньше наступает ственное предприятие на Севере. В 1930 году предприятие
цветение. Некоторые культуры — редька (сорт «Афганская»), владело всего тремя гектарами земли и семью коровами, но
брюква (сорт «Вышегородская»), репа (сорт «Японская») и тогда же заложили первые парниковые рамы, а уже через семь
свекла (сорт «Эрфуртская») — из двухлетних превратились в лет было распахано несколько сот гектаров пашни, имелось
однолетние: цвели в первый год и вовсе не образовывали при- более 1000 голов крупного рогатого скота. С этого года вся
годных в пищу корнеплодов. Из листовых овощей подобными работа в совхозе шла под наблюдением сотрудников станции.
свойствами обладали шпинат, все сорта которого (в Хибинах
их высевалось 20) как в открытом, так и в защищенном грунте Первого января 1931 года Хибинский сельскохозяйственный
при длинном дне «израстают» очень быстро, давая продукт пункт перешел в ведение Всесоюзного института растени-
низкого качества. Нужно было эти свойства растений поставить еводства (ВИР) с реорганизацией его в Полярную опытную
на благо северного сельского хозяйства, и начались долгие станцию ВИР (ПОСВИР) — название, которое она сохранила
испытания сортов. до сих пор. Станция стала первым научно-исследовательским
учреждением на Крайнем Севере, взявшимся за решение
Эйхфельду стоило немалых усилий привлечь людей к ого- проблемы мелиорации и развития заполярного земледелия.
родничеству. Молодого агронома нередко за глаза называли
чудаком. Он признавался: «Иногда решать научную проблему За десятилетия здесь было испытано несколько тысяч сортов
бывало легче, чем бороться с предрассудками. Приходилось по 30 овощным культурам. Быстро росли площади парниковых
буквально отвоевывать право работать на Кольском полу- хозяйств, выращивание овощей стало круглогодичным: в бес-
острове с зерновыми культурами, потому что такое начинание снежный период в парниках и теплицах, зимой  — в зимних
называли прямым вредительством. И нам “агрономы” пред- теплицах с подогревом. Подбирали удобрения и нормы их
лагали развивать овощное дело в Дагестане и оттуда возить внесения в почву, создавали «искусственные почвы», кото-
рыми заполняли парники и теплицы. Эффективной мерой в
46