Эта книга — о подобных, часто незаметных с первого взгляда кладах. О драгоценностях, рассыпанных у нас под ногами. О том, как мы, стремясь к одному, нередко обретаем другое, совершенно непредвиденное. Эта книга — о временных заблуждениях и новом обретении истины, о могуществе разума, об изощренной человеческой наблюдательности, о неустанной, напряженной работе исследовательской мысли, о путях, прокладываемых ею через незнание и, что гораздо труднее, через привычные знания к умению увидеть необычное, захватывающе интересное и ценное там, где все мы видели до сих пор лишь заурядное и никчемное. Эта книга — о научных гипотезах, теориях и практических разработках последнего времени, о богатых возможностях новых машин, аппаратов и технологий, о неиспользуемых нами резервах. Эта книга — о живой природе и нашем общении с нею, о великой силе самоотверженного труда и высокой красоты.

Работая над ней, я не раз — порой, как будто бы и не к месту — вспоминал об экскурсии на Морицсала, словно эта поездка была каким-то символом, каким-то предисловием к тому, что я увидел, узнал и понял позже. И тогда мне начинало казаться, что я уже не хожу между исследовательским оборудованием в институте, расположенном в центре Ленинграда, не выпытываю у ученых, какой смысл и какая проблема скрывается за тем или иным мелким экспериментальным результатом, не вчитываюсь в неудобоваримый текст научной статьи, не мучаюсь в поисках простого и ясного сравнения, дающего наглядное представление о процессе, именуемом сканированием, — мне начинало казаться, что я брожу по мягким тропам все новых островов Морица и, следя за взглядом моих мудрых спутников — ученых, пытаюсь разглядеть в зеленом сумеречном свете очередное чудо, очередное сокровище, мимо которого я уж было равнодушно прошел. А разглядев, радовался, что потом приведу сюда, удивлю и обрадую других — таких же, как я, экскурсантов по натуре.

В 1724 году была основана Петербургская академия наук. И сразу же после ее открытия ученые начали хлопотать о создании особого научного заведения, предназначенного для выращивания и изучения растений, — Ботанического сада. В 1726 году один из руководителей Академии обратился к главному архитектору Петербурга: «Академии наук на Васильевском острове для ботаники необходимо иметь огород. Того ради, Ваше благородие, прошу дабы изволили показать угодное место».

Но то, что было совершенно ясно для академиков — невозможность развития молодой российской науки без ботанических исследований, — вовсе не было очевидным для петербургских чиновников. Они не придали значения домогательствам ученых. И тогда (это было именно в том году, когда Мориц закопал в землю острова, взрастившего огромные ботанические богатства, свои бочки с золотом) Академия наук решила искать правду в высшей инстанции. Она растолковывала императору Петру II: «Академия не может быть без медического саду, как для показания ботаники, так и для химических операций, и ежели б угодно было, можно будет потом устроенная употребить без убытков в аптеку и так учинить аптеку для общей пользы».

Однако, несмотря на то что Академия обещала «потом», устроив как следует сад, заняться внедрением достижений ботаники в медицинскую практику, землю так и не выделили. В конце концов, уже в 1735 году, «принуждена была Академия нанять на Васильевском острове во второй линии двор действительного статского советника, господина фон Бреверна, и за оный платила найму, кроме починки и пристройки, по 250 р., где вышеозначенный ботанический сад и заложен».

Но не суждено было усадьбе господина Бреверна на Васильевском острове занять подобающее место в Академии наук. Хотя здесь, в доме Ботанического сада, получил, вернувшись из-за границы, свою первую квартиру М. В. Ломоносов, хотя в том же подворье построили для него первую в России химическую лабораторию, хотя среди руководителей сада был знаменитый исследователь Камчатки академик С. П. Крашенинников, хотя, наконец, здесь, на Васильевском, ученые выполнили ряд научных работ мировою значения, Ботанический сад все же закрыли: был «он обширностью своею весьма мал», и пребывал в «столь жалостном состоянии», что не позволял «достичь того намерения», ради которого создавался.

Это событие не было полной катастрофой для ботаников — уже многие годы они вели исследования не на Васильевском, а на Аптекарском, бывшем Вороньем острове. Вот здесь-то и был заложен фундамент отечественной науки о растениях.

Все начиналось, как свидетельствует старинный документ, так. «В прошлом 714-м году февраля 11 дня по указу» Петра I на дальней окраине Петербурга, Вороньем «Острове (на котором посторонним людям никому, кроме аптекарских служителей, строиться не велено) огорожен огород и построен для житья аптекарским служителям двор мерою земли длиннику в переднем конце 161 сажен, в заднем конце 94 сажен с аршином, поперечнику в переднем конце 121 сажен, в заднем конце 103 сажени».

Ныне на том же самом Аптекарском «огороде», оказавшемся в центре Ленинграда, раскинулись оранжереи, парк, научные лаборатории БИНа — Ботанического института Академии наук СССР. Выросший из Аптекарского огорода и Ботанического музея, который ведет свою историю от петровской Кунсткамеры, БИН является одним из крупнейших мировых центров изучения растительности.

Рассказать достаточно полно о пути, пройденном этим научным учреждением более чем за два с половиной века, — задача непосильная. Подобная попытка предпринималась лет пятнадцать назад. В результате появилась книга, в которой без лишних подробностей перечисляются основные исследования и имена их авторов. Объем книги — 300 страниц!

Но некоторое представление о переменах на территории Аптекарского огорода можно получить из таких сопоставлений. Если работники Аптекарского огорода и, как он потом стал называться, Ботанического сада Медико-хирургической академии занимались на первых порах главным образом выращиванием лекарственного сырья и лишь попутно проводили незначительные ботанические исследования, то их нынешние последователи изучают все необозримое растительное богатство страны и мира.

На протяжении многих десятилетий единственным штатным научным сотрудником на аптекарском дворе был его управляющий, который кроме исследовательской работы и хозяйственного руководства своим заведением должен был еще «давать дважды в неделе в огороде лекцион и плантов (то есть растений) демонстрировать порядочно», принимать экзамены у студентов, вести переписку и обмениваться семенами и растениями с иноземными учеными. Даже когда дело близилось к столетию Ботанического сада, его заведующий Я. В. Петров продолжал подавать начальству рапорты с просьбой выделить ему помощника. В чем в конце концов и преуспел: министр Разумовский согласился назначить в сад второго научного работника… лекаря Илью Протопопова.

Сейчас в Ботаническом институте работают 2 академика, 2 члена-корреспондента, 50 докторов и 250 кандидатов наук.

Илье Протопопову было поручено привести в порядок гербарий, число сухих растений в котором (после присоединения сюда коллекции из Медико-хирургической академии) «простиралось» до 6000 видов. В гербарии же Ботанического института — втором по величине в мире, являющемся нашей национальной гордостью, — количество коллекционных листов приближается к 6 000 000. Это богатейшее собрание образцов растительного царства, созданное многими поколениями ботаников, непрерывно пополняется.

Толстяк с острова Морица, наверное, спросил бы: кому нужны эти засушенные «листочки и цветочки», да еще в таком невообразимом количестве? Чего ради ученые, начиная еще с тех времен, когда только родилась Академия наук, тратят столько сил и средств на ботанические исследования, на создание сначала «огорода» и «медического сада», потом — оранжерей, лабораторий, гербариев, музеев, институтов, а теперь — заповедников, национальных парков?

По подсчетам академика Н. И. Вавилова, три четверти (по стоимости) всего сырья, использовавшегося промышленностью в двадцатых годах нашего века, составляли растительные продукты. В последние десятилетия благодаря техническому прогрессу появилось много новых материалов и веществ. Но потребность в сырье, которое дают растения, не только не уменьшилась, но резко возросла и продолжает увеличиваться. В этой связи возникает немало актуальных вопросов. Можно ли повысить продуктивность растительного покрова нашей планеты? Нет ли возможности привлечь дополнительные ресурсы растительного сырья? Где их искать?

Дать квалифицированные ответы на подобные вопросы могут только ботаники. И вот экспедиции снова и снова отправляются в самые отдаленные уголки нашей Родины, обследуют тундру и высокогорья, леса и болота, степи и пустыни, луга и водоемы. Изучая зеленый мир, его особенности, взаимоотношения растений между собой и их связь с окружающей средой, ученые делают выводы о продуктивности тех или иных видов растений, их сообществ и целых растительных комплексов. Исследуя флору, «листочки и цветочки», ученые выявляют новые, неизвестные науке виды, находят полезные растения, которые пока не «приручены» человеком, но которые могут быть весьма полезны как источник биологически активных веществ, как техническое промышленное сырье. О результативности всей этой работы говорит хотя бы то, что ботаники с Аптекарского острова способствовали введению в культуру сотен видов полезных растений, обнаруженных в разных концах страны.

Из своих многочисленных экспедиций и путешествий ученые обязательно привозят засушенные растения — документ о летних находках и открытиях, материал для углубленных исследований. Вот из таких сборов и образовался знаменитый гербарий Ботанического института. Благодаря этой богатейшей коллекции советские ботаники смогли осуществить давний грандиозный замысел — создать капитальный тридцатитомный труд «Флора СССР». Аналогов этому изданию в мировой науке не существует. Здесь описаны 17 500 видов растений, в том числе 1800 ранее неизвестных.

С той поры как был напечатан последний том «Флоры СССР», прошло более десяти лет. Но перечень видов растений нашей страны, благодаря новым экспедициям и исследованиям, уже успел увеличиться до 20 тысяч. Чтобы описать прибавившиеся 2500 видов, пришлось выпустить специальное издание — дополнение к «Флоре СССР».

Откуда появились эти новые виды? Некоторые из них, действительно, раньше не были известны науке и открыты только сейчас. Другие переселились в СССР из соседних стран. Третьи — «знакомые незнакомцы»: долгие годы считалось, что об этих растениях известно все, но дальнейшие углубленные исследования показали, что они — вовсе не те, за кого себя выдавали.

— Процесс уточнения и пересмотра старых сведений и представлений происходит в науке непрерывно, — объясняет известный ботаник член-корреспондент АН СССР Александр Александрович Федоров. — Сошлюсь на отрасль науки, занимающуюся споровыми растениями. Они, казалось бы, неплохо изучены. Но, начав подготовку большого труда «Флора споровых растений», наши специалисты встретились с огромным количеством нерешенных научных проблем.

Скажем, у систематиков споровых растений есть все основания для дискуссий по поводу того, к какому виду следует отнести те или иные водоросли и грибы, мхи и лишайники. Но вот если как следует углубиться в эти частные вопросы, не исключено, что придется иметь дело с теоретическими задачами неожиданного масштаба. Например, тщательное изучение физиологии, обмена веществ в организме грибов влечет за собой недоумение, которое появляется у крупнейших специалистов этой отрасли знания: что такое грибы — растения или… животные? Дело в том, что по составу веществ, которые входят в их ткани, грибы ближе к животному миру, чем к растительному. Сегодня ряд ученых склоняется к тому, что грибы — это особое, четвертое царство живых организмов. Вот так же вирусы долгое время не могли обрести твердого места в систематике, пока, в конце концов, не были отнесены к особой группе Вира.

Наряду с «Флорой СССР» и другими подобными капитальными трудами выдающимся на фоне мировой науки результатом многолетнего изучения ботаниками растительного покрова СССР является составление ими обзорных геоботанических карт страны, которые имеют не только большое научное, но и серьезное практическое значение: они помогают правильно использовать земельные фонды и растительные богатства.

Говоря об участии ученых Ботанического института в решении важных народнохозяйственных задач последнего времени, нельзя не упомянуть о том, что они проводили картирование растительных покровов целинных земель, предназначенных к освоению, выдают рекомендации по использованию и преобразованию природных кормовых угодий, составили определители сорных растений и вредоносных грибов, разрабатывают способы повышения урожайности зерновых культур и картофеля. Исследователи БИНа внедрили в промышленность ряд не использовавшихся прежде видов растительного сырья, создали несколько лечебных препаратов, предложили сельскому хозяйству новые высокоурожайные, богатые белком силосные растения.

Всего, чем зеленое царство одаривает человека, науку и практику, не перечислить. В одной из первых научных книг, посвященных описанию растений Российского государства, говорилось: «Повсюду, где обитают человеки и где есть животные, там растут и прозябения[1]. Оне составляют наибольшую часть нашея пищи; ими кормятся толикое множество нам полезных и необходимо нужных животных; им одолжены мы приятными напитками, жилищем, топлением и одеянием; оне ободряют наши чувства своим благовонием и увеселяют взор наш своими многоразличными цветами и видами; оне украшают наши поля и сады своей пестротою, оне чистят и возобновляют воздух, оне с древнейших времен производят собою в недрах земных различные ископаемые вещества; из них делаем мы всякия в художествах и ремеслах орудия, получаем на строение корабельное лес, смолу и канаты, дерево на повозки, столярную и токарную работы; оне снабдевают нас наибольшею частью красильных веществ и целительными средствами для излечения множества различных болезней, произходящих от образа нашей жизни, уклонившегося от естественного состояния».

К этим строкам, написанным почти двести лет назад, сейчас можно многое добавить. Наши знания о растениях, их ценных свойствах возросли неизмеримо.

Побывайте в Ленинградском Ботаническом музее. В его залах чудеса растительного мира предстанут перед вами непрерывной чередой.

Стройная гевея — красавица тропических лесов Южной Америки. «Раненное», это дерево теряет «кровь», ее собирают и получают из нее натуральный каучук, из которого затем изготовляют самую прочную, самую эластичную, самую надежную резину. Гевея достигает пятидесятиметровой высоты, толщина ее ствола — два с половиной метра в обхвате. А другой каучуконос (вот он весь, целиком, вместе с корнями и листьями, в небольшой витрине) — кок-сагыз. Это всего лишь одуванчик, правда, особого вида, и в его «жилах» течет богатая каучуком «кровь».

Легендарный, окруженный тайнами и поверьями, дающий бодрость усталым, здоровье больным, молодость старым — женьшень. Его корень в течение тысячелетий ценится восточной медициной не на вес золота, а значительно дороже.

Дерево, на котором растут плоды, состоящие из «сливочного масла». Другое, называемое коровьим: сделав надрез на его стволе, можно собирать вкусный белый сок, который и по виду, и по пищевым достоинствам напоминает молоко. Третье — «живородящее». Его плод прорастает и развивает довольно мощную корневую систему, находясь еще на ветке, затем юное растение падает, вонзаясь корнями в грунт. Такой способ размножения дает этим деревьям возможность не только жить на самой кромке морского берега, заливаемой во время прилива, но и непрерывно наступать на водную стихию, отвоевывая у нее для человека всё новые участки суши.

Да что там экзотические растения дальних стран! Наши обычные, неприметные дикие травы, не говоря уж о том, что они кормят стада, дают пчелам нектар и пыльцу, а людям — разнообразнейшие средства лечения болезней, еще и создают плодородные почвы, помогают искать полезные ископаемые и подземные бассейны пресной воды. А лес-благодетель? Не будем говорить о древесине и бумаге, о даровых грибах и ягодах, о драгоценной пушнине, а коснемся того только, что не видно сразу, что не на поверхности. Как ни великолепны успехи химической промышленности, как ни распространились по всему миру изделия из капрона, нейлона, лавсана, но и сегодня едва ли не 80 процентов всех получаемых с помощью химии волокон обязаны своим происхождением целлюлозе, добываемой из древесины. Фантастичны дела наших гидростроителей, создающих новые моря и поворачивающих реки вспять, но все же лес остается главным накопителем влаги и резервуаром, питающим равнинные реки. Падут под топором зеленые великаны— и мелеют реки, снижаются урожаи на полях.

Сильны современные медицинские средства борьбы с возбудителями болезней, но оружием тотального уничтожения опасных для человека микробов остаются, как сто и тысячу лет назад, растения. Разница лишь в том, что с незапамятных времен лук и чеснок ели потому, что они полезны. Теперь же, после того как ленинградский профессор Б. Токин открыл в 1928 году фитонциды (особые летучие вещества, губительно действующие на микроорганизмы и даже насекомых), лук и чеснок едят потому, что они убивают микробов. Если раньше «просто так», из-за того, что чувствовали какое-то смутное влечение к этому, ходили отдохнуть и прогуляться в лес, водили хороводы вокруг березки, валялись на траве, то теперь мы знаем: все зеленые растения— это предприятия, непрерывно вырабатывающие фитонциды. Выделяя эти вещества в воздух, и береза, и дуб, и трава создают зоны, в которых микробов почти нет. Находясь в этих зонах, мы не только не рискуем заразиться чем-нибудь, но и подвергаем дезинфекции свою одежду, кожу, органы дыхания. Чтобы было ясно, какова «санитарная мощь» нашего зеленого друга, приведу одну лишь цифру. Сосны и ели, произрастающие на одном гектаре, выделяют за сутки около пяти килограммов фитонцидов. Этого вполне достаточно, чтобы уничтожить всю заразу на улицах, во дворах и в домах среднего города!

Лес — гигантская фабрика кислорода, без которого мы пока не научились обходиться, и витаминов, которые мы еще только учимся брать па лесосеке. Много ли витаминов содержится в дереве? Ученые утверждают: много. Например, в кроне одной сосны столько, что этого количества с избытком хватило бы человеку на год. Разработанные в Ленинградской лесотехнической академии доктором биологических наук Федором Тимофеевичем Солодким методы извлечения из хвои и веток так называемых живых элементов дерева позволили нашей промышленности выпускать какое угодно количество лечебной хлорофиллокаротиновой пасты, витаминизированных мыла, зубной пасты, крема для бритья. Найден способ производства ситостерина — средства для борьбы с атеросклерозом. За два-три месяца он поднимает с постели даже самых тяжелых больных. Ждут внедрения предложения ученого обогащать различные напитки и пищевые продукты целебными лесными препаратами. Но и это не все. В хвое и листьях обнаружены, наряду с витаминами, ферменты, гормоны, белки, жиры. Беспристрастные экономические подсчеты показывают: крона, скажем, сосны, имеет большую ценность, чем ее древесина,

Летом, начиная с вечера пятницы и по воскресенье включительно, количество пассажиров, отправляющихся с Финляндского вокзала в Ленинграде на озерное и лесное приволье Карельского перешейка, возрастает в несколько раз по сравнению с буднями. Такая же картина и на других вокзалах. В конце каждой недели из городов по всем дорогам устремляются «на природу» многие десятки тысяч людей в автобусах и автомашинах, на мотоциклах и велосипедах.

Сколько всего ленинградцев выезжает за город, чтобы отдохнуть, позагорать, искупаться, побродить по высокой траве и светлым борам, точно неизвестно — никто этого не считал. Зато дотошные ленинградские лесники подсчитали, сколько туристов бывает в тех или иных лесах. Например, на территории одного только Сосновского лесхоза, расположенного в живописных местах Карельского перешейка, летом проводят отпуск около 30 тысяч человек, а в выходные и праздничные дни здесь бывает одновременно до 150 тысяч человек.

Но есть цифры и другого рода. В том же Сосновском лесхозе ежегодно — конечно, главным образом, летом — регистрируют в среднем 67 возгораний леса. Половину их лесная охрана и воздушные пожарные гасят сразу же. Но остальные мелкие очаги огня успевают разрастись в «костры» площадью до пяти гектаров, а три процента возгораний вызывают пожары, уничтожающие лес на десятках гектаров.

Основная причина этих печальных происшествий — небрежное обращение с огнем. Если к этому добавить, что иной турист рубит деревья на дрова, ломает лапник для подстилки в палатку, то станет понятным полушутливое замечание, кажется, польских социологов, что один «дикий» турист приносит примерно столько же ущерба растительному покрову, сколько четыре козы. (Между прочим, специалисты утверждают, что именно козы превратили часть Африки и юго-западной Азии в полупустыни.)

Работники лесного хозяйства испытывают к туристам сложные чувства. С одной стороны, им понятно стремление горожан отдохнуть под сенью сосен и елей, на берегах озер и ручьев. Они согласны, что побыть в лесу и не посидеть у костра — значит лишить себя чего-то поэтического, надолго запоминающегося. Они подчеркивают высокую сознательность подавляющего большинства современных туристов: в лесах Сосновского лесхоза, как уже говорилось, в субботу и в воскресенье бывает до 150 тысяч горожан, а случаев, когда за эти два дня кто-то не загасил костер, бросил в траву горящую спичку или папиросу — всего лишь 4–5. Да, говорят лесники, ничтожен процент несознательных.

Но это с одной стороны. А с другой — все больше едет в лес туристов, все чаще звенят топоры в ельнике и сосняке, загораются костры, и все чаще огонь, вырвавшись из-под надзора, лиходействует в борах. В Сосновском лесхозе есть карта, на которой отмечены все случаи возгорания леса за десять лет. Излюбленные туристами места видны сразу — они усеяны красными точками бывших пожаров. А вокруг озера Лугового — одного из самых красивых в этом районе — красная сыпь лежит всплошную.

Впрочем, о пожарах у озера Лугового теперь надо говорить в прошедшем времени. Дело в том, что несколько лет назад директор лесхоза С. М. Головин, проанализировав те явления и процессы, о которых упоминалось выше, решил помочь туристам… в разведении костров и устройстве биваков.

В окрестностях озера работники лесхоза оборудовали по всем правилам пожарной безопасности несколько мест для разжигания костров. Сложили дрова — отходы деревоперерабатывающего завода. Вокруг кострищ поставили чурбаки, положили полуобтесанные бревна — так сказать, табуретки и лавки. Прикатили (для облагораживания «интерьера») несколько валунов. И стали ждать, что будет.

Ничего плохого не случилось. Одни безымянные туристы сменяли других, но все они разводили костры только в отведенных местах. Лес не рубили, а пользовались дровами, причем весьма экономно. Стоянки, как правило, содержали в чистоте. Ни один чурбак не был не только расколот, но даже поврежден ножом.

Вскоре по проектам выпускника Высшего художественно-промышленного училища имени В. И. Мухиной архитектора Н. Е. Михайлова были сооружены новые биваки — с живописными дощатыми шалашами, навесами для хранения имущества и дров, с очагами для приготовления пищи, с настилами для разбивки палаток, мостками, ведущими к воде.

Всего в лесу вокруг озера Лугового оборудовано 20 стоянок. Все они туристам нравятся.

Ну, а нравится ли цивилизованный турист лесникам? Очень! Эксперимент, проведенный Сосновским лесхозом, полностью оправдал себя. Благоустроенная стоянка — надежное средство, позволяющее ослабить противоречие между стихийным процессом развития туризма и интересами сохранности лесов. Достаточно сказать, что на территории, прилегающей к озеру Луговому (около тысячи гектаров), за последние годы не было зарегистрировано ни одного пожара.

Выход, найденный из, казалось бы, безвыходного положения, вдохновляет работников ленинградского лесного хозяйства на новые поиски и эксперименты. Для удешевления строительства биваков и создания больших удобств отдыхающим намечается использовать типовые элементы и конструкции — щиты, решетки, брусья. Из них легко соорудить и навес, и домик, и помост, и лесную мебель. Главное же, в зависимости от капризной ленинградской погоды и собственных вкусов, сами туристы могут быстро перестроить бивачные сооружения: для этого им достаточно вспомнить, как в детстве играли в кубики и строили из них домики.

Особое значение специалисты придают выбору мест для размещения стоянок. Учитываются ландшафтные особенности, изучаются районы постоянного скопления туристов, исследуются даже кострища. Где следов от костров много, где огонь разводится несколько лет подряд, там прежде всего и намечается оборудовать привалы: сюда отдыхающие обязательно придут.

Лесные стоянки теперь построены еще у двух озер, соседствующих с Луговым, а также в Кингисеппском, Тосненском районах, у поселка Рощино. В ближайшее время планируется благоустроить более 800 мест отдыха. А всего в Ленинградской области будет сооружено около 12 тысяч биваков. В Ленинградском областном управлении лесного хозяйства надеются, что это приведет к дальнейшему сокращению количества лесных пожаров. А значит, окупятся и затраты.

Здесь следует добавить, что затраты эти сравнительно невелики: один лагерь (в зависимости от сложности сооружений) обходится государству от 50 до 700 рублей. Но при массовом строительстве расходы станут ощутимыми. Лесники придумали выход: надо заинтересовать профсоюзные организации объединений и предприятий города и области так, чтобы они взяли на себя часть этих затрат. Дело пошло бы скорее, а заводы и производственные объединения могли бы получить «собственные» зоны отдыха туристов, включающие крупные массивы лесов, рек, озер.

Но пока работники леса ведут переговоры с профсоюзами и предприятиями, на зеленые массивы продолжают обрушиваться беда за бедой. Четыре-пять безответственных туристов для владений того же Сосновского лесхоза — это не так уж мало. Особенно в засуху.

Пожарные не в состоянии успеть к каждому вновь возникшему очагу пожара. И пламя разгорается.

Лес горит! Испокон веку считается это в народе страшной, общей для всех бедой. Жители лесных деревень и сел бросают все дела и спешат навстречу огню. На борьбу с пожаром мобилизуют всю наличную технику, тратят огромные средства. Любой ценой пламя в лесу должно быть остановлено и ликвидировано! Но в большую сушь и этой «любой цены» оказывается мало. И тогда остается одно — не пустить в лес тех четырех или пятерых туристов-поджигателей. Но как их узнать?

У станции выставляются заслоны, по боровым дорогам курсируют патрули, радио, газеты оповещают население о сложившемся положении…

Только такие меры, напоминающие военное время, и помогли Ленинграду в последние сухие годы уберечь от гибели свое роскошное «зеленое ожерелье». А если б не это…

Мне приходилось видеть пожары в поистине драгоценных сибирских лесах.

…Вот уже несколько часов наш самолет кружит над тайгой. Огромные — насколько глаз хватает — плоские пространства черным-черны: здесь недавно с треском и воем прокатилась огненная волна, смыла траву и кустарники, выворотила из земли березы и сосны и разбросала, рассыпала, как спички, их обугленные стволы по бесконечной гари.

Всю осень над великой сибирской равниной не было дождей. Солнце все высушило так, что оброни с папиросы искру — и задымило, заполыхало, побежало по земле пламя, словно она усыпана порохом.

Патрульные самолеты Западно-Сибирской базы авиационной охраны лесов только успевали поворачиваться: засекут один очаг, сбросят группу парашютистов-пожарных, а уже в другом месте появился дым, и надо доставлять парашютистов туда, чтоб они душили пламя, пока оно не разохотилось.

А потом вдруг поднялся ветер. Сразу, в один день, в северных таежных районах Новосибирской области вспыхнуло десятка полтора пожаров. Но ни над одним из них не раскрылись белые парашютные купола, — ветер превышал все допустимые для прыжков нормы. Огонь беспрепятственно распространялся по болотной траве. Навстречу ему были брошены вертолеты с десантниками. Два очага удалось локализовать — окружить полосой вспаханной, перекопанной земли, направить против огненного фронта встречный пал, забить метлами кромку огня на наиболее опасных направлениях.

Ветер все крепчал. К утру на открытых болотных пространствах огненные валы катились со скоростью 10–15 километров в час.

На помощь районам, терпевшим бедствие, из других мест перебросили большую группу парашютистов. Но они вынуждены были сидеть в бездействии, — ветер достиг такой силы, что уже не могли подняться и вертолеты.

Через три дня стало тише. Появилась возможность ввести в действие парашютистов. Однако к этому времени пожары в Северном, Колыванском, Чулымском, Убинском районах уже охватили огромные площади в сотни гектаров. Пока парашютисты боролись с одним огненным языком, другие успевали так разрастись и распространиться так далеко, что их невозможно было догнать. Шлейф дыма затопил не только улицы Новосибирска, но и дотянулся до Барнаула, перекрыв расстояние в 300–400 километров.

Сотни работников лесхозов и совхозов, колхозников, используя тракторы с плугами и канавокопателями, бульдозеры, километр за километром прокладывали на пути огня минерализованные полосы — канавы, перерезающие слой травы и торфа до негорючего глинистого или песчаного основания. Работники только одного Михайловского лесхоза за несколько напряженнейших дней проложили 150 километров противопожарных полос шириной от полутора до десяти метров.

Неподалеку от деревни Королевки мощный огненный фронт двинулся к кедровому лесу. Наперерез ему смогли направить только инструктора парашютно-пожарной службы А. Вершинина и парашютиста А. Гафурова. За считанные часы они проложили с помощью взрывчатки пятикилометровую канаву. Пламя ушло на болото.

С патрульного самолета, обнаружившего в таежной глуби новый, быстро распространявшийся очаг, выбросилась группа, руководимая инструктором парашютно-пожарной службы В. Лапиным. Через день сюда было заброшено еще семь человек — группа П. Ефремова. В пересохших болотах не было воды не только для тушения пожара, но и для питья. Кончилось продовольствие: из-за дыма, застилавшего всю округу, несколько дней сюда не могли прорваться ни вертолеты, ни самолеты. Но люди оставались на посту, вели неравный бой с пожаром. Среди этих мужественных людей были две девушки-парашютистки — Ольга Ипатьева и Эльвира Лященко.

Стихия неистовствовала. Огонь перепрыгивал через канавы, проползал под ними по оставшемуся слою торфа (иногда на глубине полутора-двух метров) и двигался дальше. Да еще ветер, хоть он и ослаб, вдруг стал резко менять направление, пламя кидалось туда, где его не ждали, — на сенокосы, деревни. Запылали копны, не опаханные своевременно. Рушились, не устояв на обгорелых корнях, сосны и березы. Теперь некоторые пожары измерялись тысячами гектаров.

В районы бедствия были стянуты парашютисты чуть ли не со всей Западной Сибири. Запрошены подкрепления из Перми и Архангельска…

Полмесяца шла схватка с огнем. Многие очаги удалось ликвидировать, другие — приглушить. Но полностью капитулировали пожары лишь после того, как над тайгой пролился дождь.

— У огня, ворвавшегося в лес, свой норов, свои особенности, — говорили мне бывалые воздушные пожарные, когда наконец хлынули с неба спасительные струи и можно было вздохнуть свободно. Мы беседовали на временном аэродроме в двух шагах от навеса, но парашютисты, только что вернувшиеся из леса, никак не хотели идти под крышу, предпочитая оставаться под дождем.

— Если очаг небольшой, если огонь еще не обнаглел, с ним, действуя быстро и решительно, легко справляются два-три человека: захлестывают метлами пламя (воды ведь в сухом лесу не найдешь), тлеющие головешки перебрасывают туда, где уже все выгорело, занявшиеся стволы перепиливают и горящую часть тоже волокут на пожарище. Если огонь захватил несколько гектаров, людей нужно много. Победить большой пожар вручную нельзя, требуются тракторы, плуги, бульдозеры, взрывчатка. Вертолеты, оборудованные водяными баками, могут помочь. Но когда пожар охватил свыше двухсот гектаров леса, погасить его невозможно. Вот если бы у нас были на вооружении дирижабли — мы все надеемся, что будут, — тогда можно было бы. Они же способны брать на борт десятки и сотни тонн воды! Но их пока нет, и нам остается только сдерживать, где можно, наступление огня и ждать, не догадаются ли на небесах повернуть тот рубильник, который включает дождь. Узнать бы, где этот рубильник — мы до него уж добрались бы и нажимали, когда очень припечет!

Фантазировали сибирские пожарные, поглядывая воспаленными глазами в небо (не разогнало бы тучи!), и подставляли чумазые, закопченные лица прохладным каплям. Ни они, ни я не подозревали, что то, о чем они тогда говорили, вовсе не фантазия, что в далеком Ленинграде ищут «тот рубильник» и, более того, уже нашли его. Правда, на самом деле оказалось, что это вовсе не рубильник, а обыкновенный ракетный пистолет. Надо просто нажать спусковой крючок — и на таежный пожар хлынет дождь.

Не только лесные пожарные — многие люди издавна мечтают о том, чтобы научиться управлять погодой. Озабочены этой проблемой и ученые Главной геофизической обсерватории имени Воейкова. Еще в тридцатые годы под руководством профессора В. Н. Оболенского делались попытки воздействовать на атмосферные процессы. Но знания, которыми в то время располагала наука, были недостаточными, поиски способов управлять погодой велись почти вслепую, и существенных результатов получить не удалось.

После окончания Великой Отечественной войны научные работы в этой области возобновились. Но теперь главные усилия ученых сосредоточились не на управлении атмосферными процессами, а на изучении их. За жизнью и «поведением» облаков следили радиолокаторы, к ним поднимались шары-зонды с приборами, специально оборудованные самолеты. Удалось получить много фактических данных о строении облаков, об их возникновении и развитии. Это дало возможность понять, какие именно процессы происходят в воздушном океане. Имея эту основу, уже можно было думать о том, чтобы вмешиваться в атмосферные явления на практике. Началась разработка методов борьбы с туманами. Потом, когда стало ясно, как образуется в облаке град, удалось разработать стратегию и тактику «военных действий» против этого бича земледелия.

Идеи, родившиеся в Главной геофизической обсерватории, давно уже вышли за ее стены. Теперь этими проблемами занимаются сотни научных сотрудников по всей стране — в Институте геофизики Академии наук Грузинской ССР, Высокогорном геофизическом институте, Центральной аэрологической обсерватории и в других исследовательских учреждениях. Сегодня борьба с градом стала не столько научной проблемой, сколько делом повседневной практики. В Грузии, Средней Азии, Молдавии, Крыму организованы противоградовые посты, которые обстреливают снарядами и ракетами опасные облака и, как правило, обезвреживают их, защищая от градобития массивы денных сельскохозяйственных культур.

В последние годы специалисты обсерватории, используя накопленные знания о строении облаков и о процессах, происходящих в них, сосредоточили усилия на том, чтобы научиться искусственно вызывать дождь. И можно утверждать, уже научились. Нет, методы борьбы с засухой не созданы. Речь идет о тушении крупных лесных пожаров с помощью облаков, из которых «отжимают» воду. Исследования вступили в стадию широкого практического использования.

Можно удивляться, с какой быстротой предложения ленинградских ученых становятся делом производственной необходимости, завоевывают себе все больше и больше сторонников, но факт остается фактом: по данным органов авиационной охраны лесов, за несколько последних лет использование искусственного дождя для тушения пожаров увеличилось во много раз, и сейчас с помощью этого метода удается гасить или заглушать огонь на территории 100 тысяч и более гектаров ежегодно, спасать лес стоимостью во многие миллионы рублей.

Но как же все-таки во время засухи (ведь именно в сушь горит лес!) получают этот искусственный дождь? Откуда он берется?

— Это, в общем-то, несложно, — утверждают сотрудники Главной геофизической обсерватории. — Были бы подходящие облака. А «выжать» из них воду, как показывает наш, теперь уже немалый, опыт, можно почти всегда. Надо в верхнюю, переохлажденную часть облака, где температура минус шесть — минус восемь градусов, забросить пиропатрон, в составе которого имеется реагент (обычно это йодистый свинец или йодистое серебро). При горении пиропатрона реагент переходит в пар и тут же, охлаждаясь, образует мельчайшие кристаллики. Из одного грамма йодистого свинца получается до миллиарда кристалликов. На каждом из них начинают конденсироваться пары воды — возникают ледяные кристаллы. Они растут очень быстро. Если при естественном развитии облака для возникновения капель требуются многие десятки минут и даже часы, то для роста кристаллов нужно всего несколько минут. Они становятся тяжелыми и падают сквозь облако. По дороге сталкиваются с капельками воды, еще больше увеличиваются, тают в теплой части облака и в конце концов в виде дождя выпадают на землю. На весь процесс — от момента введения реагента до начала дождя — нужно всего 12–15 минут.

Для того чтобы все произошло именно так, необходимо соблюсти лишь одно непременное условие — найти подходящее для обработки облако. Оно должно быть достаточно мощным, то есть иметь «толщину» не менее двух с половиной километров. Если воздействовать на облака менее мощные, то при введении в них реагента они либо рассеиваются, либо дают очень слабый дождь, который не имеет никакого практического значения.

Из сравнительно небольшого плотного облака площадью, например, в четыре квадратных километра выпадает несколько миллиметров осадков на площади 1000 гектаров и более. Этого достаточно, чтобы погасить слабый пожар на значительной территории. Более мощное облако дает гораздо больше воды. На сильные пожары приходится воздействовать с помощью облаков и дождя по нескольку раз.

Такова, так сказать, теория вопроса. На практике же, пока не закончены эксперименты и исследования, все выглядит следующим образом. Общее руководство новым делом взял на себя Ленинградский научно-исследовательский институт лесного хозяйства. Организацию работы, оперативные мероприятия осуществляет Центральная станция авиационной охраны лесов. На Геофизической обсерватории лежит научно-методическое руководство. При базах авиационной охраны лесов в Красноярском крае, Якутии, на Дальнем Востоке, в Иркутской области создаются специальные отряды, в которые наряду с производственниками входят и ученые.

Составляется прогноз развития облачности. И туда, где должны появиться облака, вылетает специальный самолет. Его первая задача — обследовать район лесного пожара, найти подходящее облако. Оно должно, понятно, находиться в той стороне, откуда дует ветер, причем на таком расстоянии от очага, чтобы его путешествие к пожару заняло минут тридцать.

Но вот специалисты выбрали нужное облако. Самолет подходит к нему вплотную. Из ракетницы производят выстрел так, чтобы пиропатрон обязательно попал в верхнюю часть облака. Пока в белом плотном тумане будут происходить те процессы, о которых уже говорилось, облако приплывет к пожару, и дождь хлынет на огонь. Если имеется несколько подходящих облаков или даже целая гряда, обстреливают их все: чем больше будет обрушено на очаг воды, тем надежнее он будет затушен.

После этого самолет опускается вниз, его экипаж наблюдает за тем, что происходит с облаком, подводит итоги работы: где выпали осадки, сколько их, какова точность расчетов. Одновременно ученые ведут исследования, необходимые для дальнейшей разработки теории искусственного осадкообразования, уточняют такие особенности новой технологии, как выбор реагента, расчет его расхода, предвидение эффекта воздействия.

Напрашивается вопрос: а если в районе пожара нет облаков? Тогда ничего сделать нельзя. Конечно, можно, в принципе, увеличить количество влаги в атмосфере и тем способствовать образованию облаков. Представьте себе такую картину. Мы испаряем воду из озера или реки, дожидаемся появления облака, и, когда оно приплывает в нужный район, стреляем в его верхнюю часть из ракетницы. Осуществляем, так сказать, транспортировку больших количеств воды к месту пожара с помощью воздуха. Но пока это — чистая фантастика. Для испарения воды необходимо грандиозное количество энергии, что невообразимо дорого.

Впрочем, может быть, когда-нибудь все же будут найдены приемлемые для практики способы решения этой задачи. Скажем, известно: почти всякий более или менее серьезный лесной пожар образует над собой облако. Правда, пока оно разовьется, достигнет необходимой стадии, оно уже уйдет из района пожара и использовать его здесь будет невозможно. Но оно может пригодиться (и такие случаи, наверное, бывали, только о том никто не подозревал) для гашения другого очага, лежащего на пути следования этого, рожденного огнем облака. Следовательно, если на определенном расстоянии и в нужном направлении от не поддающегося тушению пожара разжечь большой костер, который создаст сильный восходящий поток воздуха, то образуется облако, оно поплывет, созревая по дороге, к месту назначения и прольется над огнем…

Но не будем поддаваться игре воображения, вернемся лучше к реальным задачам, решаемым учеными Главной геофизической обсерватории. Побеседуем с заведующим отделом физики облаков и активных воздействий профессором Николаем Сергеевичем Шишкиным.

Если есть способы пресекать возможность выпадения града, если мы можем вызывать дождь, то нельзя ли прекращать или предотвращать ливни? Ведь от них бывает не меньше вреда, чем от огня — и лесу, и садам, и особенно посевам.

— Подобные исследования мы тоже ведем, — рассказывает Николай Сергеевич. — Ослаблять осадки бывает так же важно, как и усиливать их. Мы уже проводили опыты в Казахстане, в районе Алма-Аты, когда этому городу угрожали сели. Но потом эти работы были приостановлены: с помощью взрыва построена огромная плотина, которая обезопасила Алма-Ату.

Теоретические изыскания и эксперименты позволяют утверждать, что предотвращать сильные ливни практически возможно. Дело в том, что сильные осадки обычно выпадают из атмосферных фронтов, которые сосредоточены над небольшой площадью земной поверхности. Так что за ними вполне можно наладить наблюдения и, в случае нужды, подвергнуть их воздействию с самолетов или с помощью ракет и снарядов. Надо ввести в облачную гряду реагент и вызвать дождь тогда, когда он еще не начался естественным образом. В результате такой искусственной стимуляции будет уменьшено испарение с поверхности земли, ослаблены восходящие потоки воздуха, которые и способствуют росту облака, пополняют его влагой. Атмосфера, через которую падает дождь, становится устойчивой, а следовательно, исчезают условия, необходимые для развития облаков. Одним словом, вызвав преждевременный слабый дождь из опасной облачности, мы можем не допустить ее развития до той стадии, при которой из нее сами хлынут мощные потоки воды.

Когда мы проводили эксперименты в районе Алма-Аты, нам удавалось «срезать» пики осадков, предотвращать сильный дождь. Но эти работы пока развиты слабо, нужно продолжать исследования. И я думаю, что через несколько лет мы сможем ответить на практический вопрос: при каких обстоятельствах и как воздействуя на дождевую гряду, можно вызвать ослабление осадков или, наоборот, их усиление.

— А чем надо воздействовать на облака в этом случае?

— Тем же самым йодистым свинцом или йодистым серебром.

— Странно, — пытаюсь я разобраться в услышанном. — Значит, получается, что с помощью одного и того же средства можно помешать выпадению града, вызвать дождь и предотвратить сильный ливень?

— Совершенно верно: реагент один. Но методика его применения — разная.

Наконец меня озаряет:

— Ну да: в градовое облако палят из орудий, а в дождевое — из ракетницы…

— Дело даже не в том, из чего палят, а в том, куда палят и сколько выпаливают. Точно так же, как и с лекарствами: одна доза дает один результат, другая — противоположный. При борьбе с градом в облако вводят большое количество реагентов, иногда килограммы или даже десятки килограммов. В градовом облаке важно создать как можно больше частиц, на которых будут конденсироваться пары воды. Тогда эти искусственные градинки будут мелкими, в облаке не хватит воды для образования крупных кусков льда, и на виноградники выпадет либо «крупа», либо дождь. А вот чтобы вызвать дождь из обычного облака, нужно всего несколько десятков граммов реагента: количество частиц должно быть не слишком велико, чтобы воды хватило на образование полновесных капель.

— Коль разговор зашел о «секретах фирмы», у меня есть еще несколько вопросов.

— Пожалуйста.

— Сколько пиропатронов тратят на среднее облако, чтобы вызвать дождь?

— Часто достаточно одного. В нем содержится десять— пятнадцать граммов реагента. Стоит такой заряд несколько копеек. А может погасить пожар, захвативший многие гектары леса.

— Не вредны ли применяемые сейчас реагенты для растений и животных?

— Что ж… Полезными их не назовешь. Но они используются в небольших количествах, так что это практически никак не сказывается ни на чистоте атмосферы, ни на состоянии почвы. Тем не менее ученые ищут новые вещества, которые даже в случае очень широкого применения не могли бы накапливаться в почве и вредно воздействовать на растения. Раньше мы пытались применять твердую углекислоту. Как говорится, и дешево и сердито. Но она во многих отношениях неудобна для практического использования. Сейчас создан очень перспективный препарат — мельчайший порошок сернистой меди. Идут поиски и среди органических веществ.

— Иногда можно слышать опасения, что если человек изучит атмосферные процессы и овладеет ими так, что будет устраивать «погоду по расписанию», на Земле, дескать, станет очень скучно жить. Что вы думаете по этому поводу?

— Управлять погодой можно по-разному. Можно приносить пользу. Это, я считаю, не скучно. Можно так регулировать процессы в атмосфере, что всем будет лучше жить.

Но хотелось бы подчеркнуть одно: нельзя рассчитывать на то, что мы когда-либо сможем вызывать любой процесс в любых условиях, словно по мановению волшебной палочки. Это, конечно, наивные представления. Даже когда мы поднимемся еще на несколько ступеней в своих знаниях и технических возможностях, далеко не всегда можно будет заставлять атмосферу подчиняться нам. Необходимо прежде всего, чтобы природа была готова откликнуться на наши желания и притязания. А она часто не расположена к этому. И тогда сделать ничего нельзя.

Коротко говоря, исследования, подобные нашим, да и многие-многие другие могут дать положительный результат только в случае разумного сотрудничества человека с природой. Нельзя допускать насилия над природой — это ничего хорошего не принесет. Ни ей, ни, тем более, нам.

Отвечая на этот вопрос, ботаники заявят:

— Растениям.

Зоологи выскажут иную точку зрения:

— Конечно, насекомым.

Микробиологи тут же решительно возразят:

— О чем спорить? Мир весь во власти микроорганизмов.

Услышав такое, мы с вами лишь снисходительно улыбнемся: уж мы-то знаем, кому принадлежит мир. Нам! Людям!

Правда, наша уверенность дает небольшую трещинку, когда мы попадаем в больницу или амбулаторию. Трещинка расширяется, если мы узнаем, что, к примеру, в одном грамме озерного ила обитает миллиард микробов. Она становится еще шире, если нам говорят, что в каждой маленькой капельке мокроты, разбрызгивающейся при кашле туберкулезного больного, содержится 40 000 палочек Коха. И наконец, монолит нашей уверенности сплошь покрывается трещинами и разваливается на куски, когда нам сообщают, что общий вес микробов в верхнем слое почвы на площади в один гектар достигает 4–5 тонн; что в одном кубическом сантиметре воздуха крупного универмага (особенно по воскресным дням) содержатся сотни тысяч микроорганизмов и что при каждом вдохе мы вводим в свои дыхательные пути 500 таких «порций» микробов, а за минуту— 10 000; что бактерии, живущие в закупоренных консервных банках (в тех самых, которые «раздулись»), выделяют сильнейший яд: один его грамм способен убить 25 000 человек; что эпидемии заразных болезней, охватывающие время от времени села, города и целые страны, валят с ног миллионы людей; что микроорганизмы пожирают мрамор и кирпич, асфальтовые дороги, одежду и обувь, горючее в топливных баках самолетов и своими «телами» (образовавшимся в результате их деятельности осадком) забивают насосы, трубопроводы, выводят из строя двигатели…

Но микроорганизмы являются не только возбудителями болезней и разрушителями материальных ценностей. Среди них немало и помощников человека. Взять хотя бы тех невидимок, которые проживают в пахотном слое земли. Большинство их — не враги, а благодетели наши. Они заботятся о плодородии почвы, делают доступными для растений органические остатки, обогащают пашню азотом.

Помимо работающих на нас в течение тысячелетий бактерий брожения и гниения, молочнокислых бактерий, хлебных дрожжей в последнее время «пошли на производство» микроорганизмы, умеющие вырабатывать антибиотики, кормовые белки, аминокислоты, ферменты. Есть такие бактерии, которые предпочитают трудиться в сельском хозяйстве — борются с вредителями и болезнями растений. Все больше обнаруживается микробов — «специалистов» в горном деле и металлургии: они способны выщелачивать из бедных руд медь и молибден, извлекать германий и кремний, добывать железо и золото.

Обо всех наших микроскопических друзьях не расскажешь. Познакомимся поближе лишь с некоторыми из них.

Одна из самых острых проблем сегодняшнего дня во всем мире — недостаток белков в пище человека и в рационе сельскохозяйственных животных. А что такое белок? Это основной строительный материал в организме. Причем материал крупноблочный. Каждый белок представляет собой блок, состоящий из разнообразных «кирпичей»— аминокислот. Эти блоки и использует организм человека или животного при строительстве своих органов и тканей. Однако использует своеобразно. Белки, поступившие с пищей в желудочно-кишечный тракт, он сначала расщепляет на составные части — аминокислоты, а уж из этих отдельных «кирпичей» строит свой собственный белок.

За подобную практику на наших строительных площадках по головке не погладили бы… Но у организма есть важное оправдание: он ведет строительство по индивидуальному проекту, он может использовать только особые «блоки», специфические белки. Вот ему и приходится на ходу из одних строительных деталей делать другие.

Ну, а если изменить систему снабжения — поставлять организму не «блоки», а «кирпичи» — аминокислоты? Или хотя бы добавлять к обычной пище самые необходимые аминокислоты — так называемые незаменимые? Такого рода добавки резко повышают питательную ценность пищи и кормов.

Так возникла проблема промышленного производства аминокислот. За нее взялись химики — и довольно успешно: сейчас они умеют синтезировать некоторые такие вещества из непищевых продуктов. Только вот беда: аминокислоты, рожденные в пробирке, построены из молекул двух видов. Принадлежащие к первому виду — точная копия тех, которые создаются в живой природе. Но есть и другие: они являются зеркальным отражением «нормальных молекул». И организм их не усваивает.

Освободиться от этих балластных молекул оказалось нелегко. Тут вот и «предложили свои услуги» обитатели микромира. Оказывается, некоторые из них как раз и специализируются на «изготовлении» разнообразных аминокислот, причем синтезируют именно те их разновидности, которые нужны животным и человеку.

Такие бактерии вот уже несколько лет проходят «производственное обучение» в лабораториях Института микробиологии Академии наук Латвийской ССР. Все началось с того, что одна из них прибыла в Ригу из Москвы, из Института биохимии имени А. Н. Баха. В дороге ее окружили, словно важную персону, заботой и вниманием. Потом физиологи тщательно изучали ее вкусы и повадки, специалисты лаборатории технической микробиологии составляли для нее меню и приучали ее работать с максимальной отдачей, сотрудники специального конструкторского бюро создавали аппараты, с помощью которых постоянно поддерживались необходимые ей условия. Все ради того, чтобы эта бактерия полностью использовала свои способности и энергично вырабатывала одну из наиболее важных аминокислот — лизин.

Миновало несколько лет, как бактерия, покинув стены института, вступила в большую жизнь: она успешно проходит испытательный срок на заводах. Ее продукция проверялась биологами и животноводами. Их вывод: обогащение кормов концентратом лизина увеличивает привес цыплят, свиней.

Недавно спроектирован специальный цех для производства лизина в больших количествах. Главные технологические операции здесь будут выполнять бактерии. Впрочем, туда, возможно, придут работать уже новые бактериальные «кадры». Ученые выявили среди микроорганизмов, обитающих в иле прибалтийских рек, в почве, в лечебных грязях лесных озер и даже в сточных водах, такие бактерии, которые обладают повышенной работоспособностью.

Тучное пшеничное поле. От края до края гуляют тяжелые зеленые волны. Каждый видит: будет добрый урожай. И каждому понятно: значит, хорошо вспахали поле, вовремя посеяли; к сроку прошли дожди. Все ясно, все просто.

А вот если тщательно изучить свежий пшеничный лист, стебель, корешок или зерно, обнаружится немало непонятного. Оказывается, на любом растении обитают целые поселения микроорганизмов. Привольно микробам: здесь им и стол, и дом. Фитонциды — мощное химическое оружие растений — для них не страшны, они к ним приспособились. Но почему же так удалась пшеница, почему она не болеет, не чахнет под натиском микробов?

Около пятнадцати лет ученые изучают эту проблему. Обследованы самые разнообразные сельскохозяйственные культуры. Собрано полторы тысячи форм микроорганизмов — все они обитают только на здоровых, хорошо развивающихся растениях. И это ничуть не угнетает ни пшеницу, ни овес, ни горох. Более того, попытки освободить эти растения от «иждивенцев» нередко вели к замедлению роста и болезням.

Как выяснилось, многие из тех микробов, которые ученые принимали за иждивенцев и паразитов, не только не приносят вреда своим хозяевам, но и защищают их от болезнетворных бактерий и микроскопических грибов. А часть из них как бы в благодарность за пищу и кров поставляет своим зеленым хозяевам витамины группы В, аминокислоты, вещества, стимулирующие рост (типа гиббереллинов). Особое значение для будущего урожая имеет деятельность бактерий, обитающих на семенах: выделения микробов активируют биохимические процессы, протекающие во время прорастания.

Но если некоторые бактерии, так сказать, явочным порядком осуществляют заботу об урожае, то почему бы не узаконить их деятельность, не ввести ее в рамки плановости?

К сегодняшнему дню из сотен «претендентов» на штатную сельскохозяйственную работу ученые отобрали несколько десятков форм наиболее активных бактерий. Они прошли испытания в лабораторных, вегетационных и полевых условиях и показали, что зараженные ими зерновые и овощные культуры, а также сахарная свекла повышают урожай на 10–20 процентов.

Бактерии-стимуляторы можно выращивать тоннами. Они неприхотливы и довольствуются отваром растений. Отвар этот заливают в особые аппараты — ферментеры, куда и высевают бактерии-производителей. Потом подается подогретый воздух — и через некоторое время жидкость буквально кишит (под микроскопом) живыми существами, готовыми взяться за предпосевную обработку семян. Примерно так же, но па других питательных жидкостях, можно вскармливать азотфиксирующие бактерии, которые делают доступным для растений азот воздуха.

Конечно, на практике все это выглядит не так просто. Но новая отрасль науки и техники— биоинженерия — справляется с трудностями. Правда, не со всеми. Скажем, заводские бактериальные препараты получают жидкими. А это — тонны балластной воды, бутыли, которые бьются, емкости, которые лопаются от мороза. Но как избавиться от воды — ведь без нее микроорганизмы погибнут?

В лаборатории технической микробиологии рижского Института микробиологии на этот счет имеется особое мнение. Ученые предложили погружать микробов в анабиоз — в состояние на грани жизни и смерти, когда все жизненные процессы прекращаются, но остается возможность «воскреснуть» в нужный момент.

Технология приведения микробов на грань жизни и смерти довольно сложна. Она основывается на природной способности этих организмов прекращать на время всякую жизнедеятельность. Но, как показывают опыты, лишь около 30 процентов некоторых разновидностей бактерий может сохранить жизнеспособность при простой вакуумной сушке. Ученые разработали целый ряд специальных приемов. В результате после двухлетнего пребывания в анабиозе «воскресают» 67 процентов бактерий.

Исследования в этой области продолжаются. Немало лабораторных колб наполнено сухим светло-серым порошком. Это и сухой нитрагин — азотсвязывающие бактерии, и различные виды бактерий-стимуляторов. С помощью сухих микробных препаратов, изготовленных в институте, уже удобрены тысячи гектаров посевов.

Многими «профессиями» успешно овладевают микробы. Они пробуют свои силы и в горном деле, и в металлургии. Да что там пробуют — уже вовсю работают!

На Урале и в Казахстане они извлекают медь из сульфидных руд, в частности из халькопирита. Технология весьма проста. Берется, как правило, бедная руда (или даже «почти пустая» порода из отвалов, или, наконец, отходы металлургического производства — шлак), измельчается и увлажняется питательным раствором, в который перед тем поселили особую разновидность бактерий. Они, попав в каменное крошево, немедленно принимаются разыскивать мельчайшие крупицы руды и «вгрызаются» в нее, превращая нерастворимые соединения меди в медный купорос.

Требуется всего четыре дня, чтобы бактерии извлекли 80 процентов металла, содержащегося в отвальной породе или руде. Теперь нужно лишь собрать раствор в резервуары и, действуя на него железом (самая обыкновенная обменная реакция), получить чистейшую медь.

Особенности технологии, только что изложенные, дают возможность микробам-металлургам, перерабатывающим руду на поверхности земли, освоить и смежную профессию — горняков, которые добывают халькопирит в шахтах. Для этого необходимо лишь пробурить скважины к залежи полезного ископаемого, закачать туда питательную среду с бактериями. Глубоко в земных недрах они не только добудут металл, но и сразу же проведут гидрометаллургические процессы. Поэтому через некоторое время можно уже выкачивать практически готовую продукцию — раствор, обогащенный медным купоросом.

Микробиологические методы в горном деле и металлургии находят все большее применение. За рубежом микробы вырабатывают пять процентов всей меди, немало… урана и цинка.

В лабораторных условиях уже хорошо изучены микроорганизмы, способные добывать марганец, висмут, свинец, сурьму, литий, германий. Ученые уверены, что в список металлов, которые могут добывать металлурги-невидимки, скоро будут внесены никель, таллий, молибден, титан.

И это не все. Директор Института микробиологии АН СССР академик Александр Александрович Имшенецкий — ученый, широко известный своими исследованиями в этой области, утверждает, что микробиологические процессы имеют особое значение при переработке труднообогащаемых золотоносных руд: они позволяют в девять (!) раз увеличить выход драгоценного металла. Кроме того, советские ученые доказали, что бактерии могут с успехом очищать концентраты золота и олова от примеси мышьяка.

Исследования последнего времени изумили даже видавших виды специалистов: оказывается, перед микробами не может устоять даже само золото, то самое вечное золото, которое растворяется лишь в адской смеси соляной и азотной кислот. Но теперь доказано: некоторые бактерии и микроскопические грибы образуют органические вещества, вступающие в соединение с золотом…

Говоря о перспективах новой технологии, академик А. А. Имшенецкий пишет:

«Методы прикладной геомикробиологии значительно снижают потери при подземных работах, связанных с добычей цветных и редких металлов. Достоинство этих способов заключается в возможности одновременного получения ряда элементов. Так, в медных рудах могут содержаться сера, железо, цинк, золото, серебро, кадмий, селен, теллур, индий, рений, галлий и другие полезные элементы. При стандартных методах значительная их часть попадает в отвалы. Во время обогащения полиметаллических руд теряется много галлия, теллура, лития. В шлаках иногда содержится также значительное количество олова, германия, таллия, осмия, меди, цинка и других металлов. Микробиологическое выщелачивание может касаться забалансовых и бедных руд, отвалов, „хвостов“ обогатительных фабрик, шлаков.

Итак, при переработке полиметаллических руд микроорганизмами станет реальным получение различных элементов без строительства шахт, без подземного труда. Сократится число пирометаллургических предприятий, заметно снизятся себестоимость ископаемых, расходы на очистку атмосферы и сточных вод. Площадь земли, занимаемая шахтами, обогатительными фабриками, значительно сократится»[2].

Если соскоблить с зубов налет и поместить под микроскоп, мы увидим множество змееподобных существ: они носятся с места на место, словно ищут что-то. Эти микроорганизмы, называемые спирохетами, — типичные и довольно безобидные обитатели полости рта человека.

В нашем кишечнике проживает несметное количество разнообразных микробов. Одни — просто безобидные иждивенцы. Другие даже помогают нам кое в чем: участвуют в переваривании пищи, вырабатывают аминокислоты. Третьи, зловредные, затаились до поры до времени.

Человек, можно сказать, начинен миллионами мельчайших существ. Но, зная о том, как распространены микроорганизмы, как они приспосабливаются к самым разным, порой неподходящим, с нашей точки зрения, условиям, эту их склонность — поселяться внутри нас — нетрудно понять. И даже примириться с нею.

Здесь мы не будем говорить о микробах. Речь пойдет о мире других живых существ, не менее удивительных, ведущих, если вдуматься, такой странный (странный своей «разумностью») образ жизни.

Возможно, кому-нибудь это и покажется ужасным, но, говоря теоретически, каждый из нас, как и вообще всякий многоклеточный организм, в любой момент может рассыпаться на миллионы самостоятельных живых существ — клеток. Более того, многие биологи не устают удивляться тому, что… ничего подобного с нами до сих пор не происходит.

В этой, как и во всякой другой шутке, однако, содержится немалая доля серьезного.

Как известно, любой организм вырастает из одной-единственной зародышевой клетки. Она делится, потом делятся ее «дочери», затем — «внуки». Количество клеток стремительно возрастает, их уже сотни, тысячи. Постепенно проявляется одно странное обстоятельство: подавляющее большинство из этого многочисленного потомства начинает почему-то все менее походить на свою прародительницу. Идет специализация клеток: одни из них образуют кожу, другие становятся «специалистами» по строительству костей, третьи слагают мышцы, четвертые принимаются вырабатывать гормоны, защитные белки и прочие вещества, необходимые для развития и жизнедеятельности зародыша.

Во взрослом организме почти все клетки приобретают строго определенную «специальность». Некоторые их виды так изменились, что в них не узнаешь ближайших родственников той первой клетки-родоначальницы. Есть даже такие, которые теряют один из главных признаков живого организма — способность к размножению. Таковы, например, нервные клетки.

Происходит удивительное: во время развития зародыша миллиарды клеток, этих сложно устроенных живых существ, подчиняясь интересам всего сообщества клеток, «отказываются от себя», от своей индивидуальности, самостоятельности и начинают выполнять именно ту работу, и только ту, которая нужна организму в целом.

Об этом чуде мы нередко даже не подозреваем. Для нас кожа — всего лишь поверхность тела, а не сообщество мельчайших существ, живущих для того, чтобы оберегать организм от микробов, атмосферных воздействий и механических повреждений. Для нас почка — просто орган, а не содружество клеток, которые однажды «решили» во имя высоких интересов организма всю жизнь без передышки выполнять довольно унылые обязанности — очищать кровь от отбросов.

Мы это не помним. Говоря о клетках, мы называем их кирпичиками, из которых, дескать, сложены все живые ткани. Кирпичики — значит, что-то неодушевленное.

Зато ничего не «забывают» сами клетки. И время от времени доставляют нам немало неприятностей. Например, когда клетке что-то (пока точно не установлено, что именно) угрожает, она вынуждена «вспомнить», что она — настоящее живое существо, что она не так уж слаба. Она решительно отбрасывает обременительные обязанности, возложенные на нее обществом других клеток, и мобилизует все свои силы на борьбу с опасностью. Потеряв специализацию, она начинает вести самостоятельную жизнь, бурно размножается. Возникает целая колония эгоистичных клеток. Бунт индивидуализма! Иначе это называют еще возникновением раковой опухоли.

Правда, не всегда проявление индивидуализма клеток является злом. Человек получил ранение — и рану заполняют неспециализированные, амебоподобные клетки, которые пожирают микробов и помогают «ремонтировать» поврежденные ткани. Если организм потерял много крови и красный костный мозг не справляется с ее пополнением, на выручку приходят клетки желтого костного мозга: они отказываются от своих скромных функций быть лишь хранилищем жира, начинают энергично делиться, и их потомство в конце концов оказывается эритроцитами и лейкоцитами — красными и белыми кровяными тельцами. Минует угроза — клетки-«цистерны» снова наполняются жиром.

Однако наиболее наглядно способности клеток к самостоятельной жизни проявляются при выращивании их, как говорят биологи, в культуре. Этот метод, широко распространенный в современной биологии, заключается в том, что живую ткань — кусочек какого-либо органа — обрабатывают особыми веществами, в результате чего она распадается на отдельные клетки, и помещают в питательный раствор. Получив свободу, многие клетки, если им не мешать, вскоре начинают вести самостоятельный образ жизни. Независимость, вероятно, у них «в крови».

Как видим, возможности клетки огромны. Но в обычных условиях она проявляет лишь некоторые свои способности — именно те, в которых заинтересованы другие клетки, весь организм. И вот здесь возникают многочисленные вопросы. Каким образом ей удается следовать «теории разумного эгоизма»? Почему она, словно понимая, что быть членом огромного «клеточного государства» безопасней и выгодней, чем жить в одиночестве, берет на себя однообразные, порой обременительные обязанности? Как она «узнает», кем ей надо быть, что, когда и как делать? Почему, если она попадает в особые условия, в ней вдруг просыпается доселе мирно дремавший «дикий зверь»?

Наука пока отвечает на эти вопросы лишь в общих словах. Всей жизнью клетки руководит программа, заключенная в ее хромосомах. В них «записан» весь процесс развития (в принципе почти из любой клетки можно вырастить целый организм), но клетка «читает» и выполняет только ту часть программы, которая необходима ей в данный момент и в данных условиях. Кто или что руководит ее «чтением», подчиняет ее общим интересам организма? Может быть, мозг? Железы внутренней секреции?

Детально механизмы управления жизнедеятельностью не изучены, хотя над этой проблемой — одной из важнейших теоретических проблем биологии — работают тысячи ученых. Поэтому всякий свежий факт, всякая новая крупица знания имеют здесь большое значение.

О результатах этих научных экспериментов можно было бы рассказать в нескольких строках. Вот они.

Советским ученым удалось в течение 24 дней поддерживать жизнь кусочков печени из эмбриона мыши в культуре ткани. При этом ни печеночные, ни кроветворные клетки не потеряли своей специализации.

Значение этой информации по достоинству оценят немногие — микробиологи, радиобиологи, некоторые медики. А между тем за ней скрываются важные проблемы. И то, что печень мышиного зародыша оставалась живой вне организма 24 дня, означает заметный шаг к решению этих проблем.

Чтобы разобраться в смысле и значении приведенных выше нескольких строк, нам придется отправиться за западную окраину Москвы, в Институт эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи.

Костный мозг давно привлекает внимание исследователей. Клетки этой ткани были одними из первых, которые удалось выращивать вне организма, в культуре.

Костный мозг — вовсе не мозг и никакого отношения к нему не имеет. Это — главный орган кроветворения. Он представляет собой колонии клеток, населяющих костные полости. Среди этих клеток есть такие — их называют стволовыми, — которые размножаются, дают всё новые и новые «ветви» потомства. После определенного количества делений, «ветвлений», молодые клетки, удалившиеся от «ствола», начинают специализироваться: одни теряют свое ядро и превращаются в эритроциты, другие становятся лейкоцитами. Созревшие кровяные клетки проникают сквозь стенки сосудов и восполняют естественные потери красных и белых кровяных телец. Они уже размножаться не могут, а выполняют другую работу — транспортируют от легких к органам и тканям кислород, уничтожают проникших внутрь организма микробов.

Стволовые, родоначальные клетки ученые пытаются выращивать в лабораториях. Растут они в культуре неплохо. Одна беда: очень скоро перестают превращаться в красные и белые кровяные тельца — словно забывают, как это делается. Торжествует индивидуализм. И никому, ни одному ученому за десятилетия кропотливой работы не удавалось воспрепятствовать «одичанию» культуры ткани костного мозга.

Не удавалось до тех пор, пока австралийский ученый Меткаф не обнаружил интересный факт. Он культивировал почечные клетки мыши и заметил, что они выделяют какие-то вещества, образующие как бы пленку, подложку. На эту подложку Меткаф поселил клетки мышиного костного мозга. И они прожили на подложке целых двенадцать дней, не потеряв способности к кроветворению! Это был крупный успех!

Но в чем здесь дело? Может быть, на них повлияла подложка, оставленная другими клетками? А не значит ли это, что клетки способны оказывать руководящее воздействие друг на друга? Возможно, в организме не так уж велика, как принято считать, централизация управления, и клетки могут правильно поступать и без постоянных команд «сверху» — например, со стороны головного мозга? Ведь известен такой опыт. Выращивают культуру ткани сердечной мышцы. Образуется колония — плотное поселение сотен и тысяч клеток. И вот — неизвестно почему — одна из них вдруг начинает ритмично сокращаться. Вскоре пример ее увлекает ближайших соседей. А через некоторое время эпидемия подражательства охватывает всю колонию…

Эти размышления привели сотрудников Института эпидемиологии и микробиологии к решению попробовать растить не однородные кроветворные клетки, а культуру, как принято говорить, органной ткани — кусочек органа, в котором живут одним коллективом и кроветворные и какие-либо другие клетки. Для первого опыта была выбрана ткань печени мышиного эмбриона. Дело в том, что костный мозг за время развития зародыша несколько раз меняет место своего обитания и лишь впоследствии поселяется в костях. В печени эмбриона как раз и находятся, наряду с печеночными клетками, кроветворные. Если они сотрудничают там, почему бы им не влиять друг на друга, когда они попадут в питательный раствор?

Но из этого ничего не получилось. Когда кусочек печени оказывался в растворе, ткань «рассыпалась», клетки, отделившись друг от друга, «расползались» и вскоре «дичали».

В чем причина? Может быть, помеха всему — неблагоприятные для кроветворных клеток условия опыта? А какие условия им необходимы? Что они хотели бы иметь? Клетки молчали.

Ученые использовали разнообразные, часто весьма изощренные приемы. Один из таких очень тонких, деликатных способов — культивирование ткани на границе двух фаз. При этой технологии кусочек мышиной печени все время находится в воздухе и лишь касается поверхности питательного раствора.

Однако и этот способ не давал результатов. Тогда исследователи стали экспериментировать с фильтрами, на которых располагается культура ткани, особым образом готовить воздух, обогащать его углекислотой, варьировать состав раствора, применять специальные меры стерилизации для борьбы с микробами. В конце концов подходящие условия были найдены. Культура стала хорошо расти, клетки делились. Через каждые два дня в чашках меняли раствор и «снимали урожай» — брали один из посевов культуры на исследование. И на второй, и на четвертый, и на восьмой, и на десятый день клетки оставались нормальными, не «дичали», а исправно продолжали, словно они находятся в организме, производить кровяные тельца. Но что будет на двенадцатый день? Ведь это грань, которую не смогла переступить культура ткани у Меткафа…

И на двенадцатый день никаких трагедий не произошло. На четырнадцатый — тоже! Перекрыт мировой рекорд. На шестнадцатый — все в норме. Так продолжалось до тех пор, пока не были изъяты на исследование все посевы. Опыт был многократно повторен. Культура прожила двадцать четыре дня, и в ней не удалось обнаружить вырождения, потери клетками костного мозга своей специализации. Следовательно, не исключено, что таким путем можно будет сохранить жизнеспособность клеток и дольше.

Открывается новая перспектива — попробовать выращивать костный мозг взрослой мыши. Однако соседствовать с ним должна костная ткань — ведь у взрослых мышей он обитает в костях.

Но почему опять — мыши? Потому что произвести точную проверку, не переродились ли клетки в культуре ткани, можно только на живом организме. Мышь надо облучить смертельной дозой ионизирующей радиации и тем самым убить весь ее костный мозг — он погибает при сравнительно небольших дозах облучения. Потом в вену вводят небольшое количество костного мозга, выращенного вне организма. Его клетки обладают «инстинктом дома», поэтому быстро находят свое место, поселяются там, заменяя погибших при облучении своих собратьев, и принимаются за работу. Если эти искусственно выращенные клетки здоровы и работоспособны, то дней через десять они создадут новые колонии кроветворных клеток. В принципе они могут восполнить урон, понесенный организмом, и лучевая болезнь закончится выздоровлением.

Здесь, естественно, возникает вопрос о практической важности работы ученых. В самом деле, если проблема искусственного выращивания костного мозга будет до конца решена, то нетрудно представить себе, как упростится во многих случаях борьба с лучевой болезнью. Скажем, у человека возьмут заблаговременно немного костного мозга, в лаборатории клетки размножат, поместят в ампулы, хорошо защищенные свинцом от излучений, и передадут хозяину. И если случится беда, человек сможет ввести себе в вену несколько кубиков своего собственного костного мозга. Проблемы биологической несовместимости тканей при этом не будет существовать.

Или другая заманчивая, хотя и весьма далекая, перспектива. У человека — рак крови, то есть «одичали», «озверели», перестали работать клетки костного мозга. Но среди этих взбунтовавшихся всегда есть некоторое количество нормальных, еще здоровых. Их, в принципе, можно отделить от больных и размножить, вырастить нужное количество полноценного костного мозга. А потом? Потом облучить заболевшего человека такой дозой, чтоб убить все клетки его костного мозга — и раковые, и нормальные. После этого остается ввести в вену тот, выращенный в пробирке костный мозг…

Однако только длительные комплексные исследования могут дать первые практические результаты. И если дальнейшие эксперименты подтвердят надежды, в работу должны включиться специалисты многих смежных областей.

…Чудес в этой маленькой комнате, уставленной стеллажами, по мнению ее хозяев, нет никаких. На полках— от пола до потолка — сотни колб. В каждой, словно тающий весенний снег, — комки белой, желтоватой или бледно-зеленой ноздреватой массы. Это культуры растительных тканей, то есть колонии клеток, которые были взяты из листьев, корней, стеблей, плодов различных растений и теперь искусственно выращиваются на желеобразном агаре, сдобренном сахаром, минеральными солями и микроэлементами.

В углу комнаты мерно постукивает качалка, колышет в колбах, установленных на ее платформе, мутную жидкость. Здесь тоже развиваются и размножаются клетки, но в питательном растворе, в жидкой среде.

— На этой полке у нас растет раувольфия змеиная, на этой, в основном, женьшень, — рассказывает профессор И. В. Грушвицкий.

Разглядываю на стеллаже колбу за колбой. И вдруг — странное чувство: будто вчитался в строки фантастической повести и неожиданно, без перехода и подготовки, сам оказался по ту сторону страницы, в невероятном и невозможном мире. Прямо перед глазами, внутри склянки, из бесформенного комка желтой клеточной массы выполз, судорожно извиваясь, длинный, ветвящийся корень какого-то растения. Он жадно гложет питательное желе и гонит живительные соки… в никуда: самого растения в комке клеток не было и нет, здесь таинственно возник только этот корень.

А рядом, в другой колбе, клеточная масса ощетинилась, как еж, множеством коротких острых корешков. В склянке, что стоит поодаль, все наоборот: ни одного корешка, но из губчатого комка напряженно вытянулся вверх, словно пытаясь вырваться наружу, бледный стебель с несколькими листьями.

— Этот корешок, — кивает И. В. Грушвицкий на длинный корень, — образовался из клеток тропического растения раувольфии. А там, в цветочном горшке, — нормальное растение, со всеми органами. Оно тоже выросло в колбе из недифференцированной ткани, и мы его пересадили в землю — посмотрим, что будет дальше. «Ежик» — культура ткани женьшеня. Добиться, чтобы в изолированной клеточной массе зародились органы растения или даже целое растение, в общем, не так уж трудно…

Однако до того как мы углубимся в малоизученную область науки, занимающейся проблемами культивирования растительных клеток и тканей, надо сказать, что мы находимся в лаборатории кафедры фармакогнозии и ботаники Ленинградского химико-фармацевтического института и наши руководители в этом путешествии — профессор И. В. Грушвицкий, кандидаты биологических наук А. Г. Воллосович, Л. И. Слепян, И. X. Никогосян.

Итак, попытки выращивать в стекле отдельные клетки или ткани растений предпринимались давно, но без особого успеха. Лишь в последние десятилетия разработаны приемы и методы, позволяющие делать это. В Советском Союзе исследования культуры растительных тканей начались в Институте физиологии растений АН СССР под руководством профессора Р. Г. Бутенко. Потом ими занялись и другие научные учреждения страны.

Сегодня накоплено немало знаний в этой области. Установлено, что если растение «поранить», то в месте «ранения» начинается энергичное деление клеток и из них образуется каллюс — губчатый нарост. Каллюсные клетки, как правило, способны жить и размножаться вне организма материнского растения. Для этого надо лишь поместить их в стерильные условия и подходящую питательную среду. Ведя самостоятельную жизнь, растительные клетки, так же как и животные, почти всегда теряют дифференциацию, «дичают»: взятые из столь различных органов, как корень, стебель или лист, они, попав в колбу, утрачивают свои специфические особенности и становятся похожими друг на друга. Разросшаяся масса таких клеток и именуется учеными культурой недифференцированной ткани.

Эта культура живет по своим собственным законам, которые, впрочем, в огромной мере обусловлены тем, какие вещества содержатся в питательной среде. И оказывается: если в растворе увеличить количество одного гормона, клетки могут образовать особые структуры, из которых разовьются только корни; наоборот, увеличение концентрации другого гормона влечет за собой появление стебля. Чисто химическим путем любую клетку, по-видимому, можно заставить дать начало зародышу, а затем и новому растению или его органу. Это теоретически. На практике же клетки не всегда подчиняются химическому руководству.

Ставя перед растительными клетками, проживающими в колбе, те или иные трудные задачи, ученые нередко призывают на помощь «няньку» — кусочек живой ткани, вырезанной из растения. (Вспомним опыты с клетками печени мышиного эмбриона: там тоже в особых случаях вынуждены были звать на помощь кроветворным клеткам печеночные и костные.) «Нянька», постоянно находясь рядом с клеточкой-воспитанницей и выделяя в окружающую среду свои гормоны, будет опекать ее и направлять ее развитие.

Подобные приемы уже используются в некоторых странах с практическими целями, когда надо размножить уникальный посадочный материал, получить мутантные растения, освободить ценную культуру от очень прилипчивой болезни.

Но как ни интересна эта проблема, не ею занимаются в комнатке, сплошь уставленной стеллажами. Корни, стебли и целые растения, развивающиеся в колбах, — лишь побочный результат других поисков и исследований.

Клетка, попавшая в колбу, хотя и «дичает», но все же сохраняет многие свойства, присущие клеткам материнского растения. Но, в таком случае, не соблюдает ли она — как бы это выразиться? — биохимическую верность своему роду? Если, скажем, в организме раувольфии змеиной, произрастающей под солнцем Индии, вырабатывается 26 алкалоидов, некоторые из которых являются самыми активными из известных препаратов против сердечно-сосудистых заболеваний, то, может быть, и в клеточной массе, выросшей в лаборатории на берегах Невы, станут синтезироваться те же самые алкалоиды? И не будет ли накапливаться в клетках женьшеня, развивающихся на искусственной питательной среде, тот же таинственный комплекс действующих веществ, который содержится в корне жизни?

Перечень подобных вопросов, возникших несколько лет назад перед сотрудниками кафедры фармакогнозии и ботаники, был достаточно велик: среди лекарственных растений немало таких, которые или чрезвычайно редко встречаются в природе и плохо приживаются на плантациях, или обитают только в тропическом климате, или содержат в себе так мало целебных веществ, что для извлечения граммов лекарства приходится заготавливать тонны сырья. И естественно, что постоянными поселенцами на «плантациях» в колбах стали клетки женьшеня, раувольфии змеиной и паслена дольчатого — то есть именно тех ценнейших растений, в которых нуждается наша фармацевтическая промышленность.

Уже первые урожаи, собранные на стеллажах в лаборатории, подтвердили надежды: лекарственные вещества были обнаружены как в самих клетках, так и в среде, которой они питались. Правда, сначала этих веществ было во много раз меньше, чем в материнских растениях. Но шли месяцы, новым поколениям клеток предлагалось все более усовершенствованное меню, и их продуктивность неуклонно росла. Сегодня некоторые культуры тканей обгоняют обычные растения по содержанию полезных веществ в растительной массе. Более того, они и гораздо быстрее создают эту массу. Если, например, 50-граммовый корень женьшеня вырастает в естественных условиях за 50 лет, а на самой лучшей плантации при огромных затратах труда — за 6 лет, то в колбе этот же «привес» получают за 7–8 недель! А за год таких урожаев можно получить несколько.

Но дело не только в урожаях клеточной массы. Культура тканей, будучи весьма зависимой от внешних условий, чутко реагирует на всякие изменения в питательной среде. А нельзя ли, варьируя состав сред, целенаправленно управлять теми тонкими биохимическими процессами, которые происходят в глубинах клетки? Скажем, среди 26 алкалоидов раувольфии змеиной есть такие, которые помогают лечить гипертоническую болезнь, но есть и другие, действующие противоположно (например, повышают кровяное давление). Вот если бы добиться, чтобы первые синтезировались в культуре активно, а вторые, наоборот, не вырабатывались вовсе!

И на этом пути достигнут первый успех. С помощью изменения рациона уже удалось значительно увеличить выработку одного из ценных алкалоидов — аймалина.

Однако до сих пор речь шла, по сути дела, о простейших воздействиях на культуры тканей. Но в арсенале ученых — еще и такие мощные средства, как селекция, отбор среди тысяч обычных клеток наиболее «работоспособных», а также получение с помощью глубокого воздействия на наследственный аппарат новых штаммов, новых разновидностей клеток. Эксперименты, проведенные ленинградскими и московскими учеными, показали, что перспективы здесь широчайшие. Например, в обычной культуре ткани паслена дольчатого удалось выявить штамм, который способен к фотосинтезу. Разросшийся зеленый ком этих клеток может, хотя пока и медленно, продуцировать полезные вещества, не получая почти никакой органической пищи и довольствуясь лишь солнечными лучами да минеральными удобрениями. Искусственно созданный штамм раувольфии змеиной, обладая вообще высокой продуктивностью, дает еще и в два раза больше аймалина, чем обычное растение. Штаммы паслена дольчатого, полученные с помощью химического воздействия на генетические механизмы клеток, стали вырабатывать новые, пока не обнаруженные в этом растении, стероидные соединения.

Поиски ученых все ближе подводят их к дороге промышленного использования научных разработок. С этой целью всесторонне исследуется методика выращивания культур тканей лекарственных растений в жидкой среде (таково обязательное требование современной промышленной технологии). Изучается возможность перевода клеток на более дешевые рационы. Некоторые культуры уже научились обходиться, не снижая продуктивности, растворами, в которых сахар почти наполовину заменен отходами производства. Специалисты считают, что уже не за горами время, когда ценное фармацевтическое сырье будет выращиваться в заводских установках.

Сказочные возможности метода культивирования изолированных клеток и тканей увлекли и специалистов Ленинградской лесотехнической академии — заведующего кафедрой анатомии и физиологии растений профессора А. А. Яценко-Хмелевского и его молодых коллег. Здесь, в лабораториях, выращивают в колбах не экзотические растения, а сосну и ель.

Зачем это понадобилось? Мало ли деревьев растет в наших краях, растет хорошо и быстро и, главное, без нашей помощи!

Но ученые и работники лесного хозяйства, оказывается, считают, что и сосна, и ель растут вовсе не так быстро и хорошо, как хотелось бы, что им нужна наша помощь — стоит задача повысить продуктивность лесов. А для этого надо досконально изучить их обитателей.

Однако проводить опыты с древесными растениями необычайно трудно: в лабораторию лесного великана не поселишь, а в природных условиях изучать особенности жизни деревьев, тонкие физиологические процессы, протекающие в их организме, как правило, невозможно.

Вот почему в наших знаниях о лесе еще так много, белых пятен.

Скажем, очень мало изучена проблема применения удобрений в лесном хозяйстве. Есть данные, что подкормка может в 2–3 раза увеличить прирост древесины. Но какие именно удобрения, в каком количестве и когда надо вносить? Ведь стоит превысить дозировку, и прекрасный столетний древостой может погибнуть.

Или другой вопрос. Под землей, в мире корней, постоянно происходят драматические и даже трагические события. Вот свежая вырубка. Ее сразу заселяет молодая поросль осины, березы, ольхи. И лишь позднее появляются сосна и ель. Между деревьями разгорается конкурентная борьба, и прежде всего под землей. «Воюют» не только корни, но и микроорганизмы, живущие на них. Например, у корней ели обитают микроскопические грибы, вырабатывающие вещества, подобные пенициллину. Это химическое оружие они и пускают в ход против своих врагов и врагов ели. Но если нарушена оптимальная густота посадок деревьев, грибы станут отравлять корни самой ели — своего хозяина и друга.

В лесу подобные сложные процессы во всех деталях не изучишь. А вот в колбах, где не один год растут изолированные корни деревьев, эти события разыгрываются, что называется, на глазах исследователя. Культура корней — прекрасная модель и для изучения действия удобрений на лесных обитателей.

Все еще остается тайной за семью печатями та «технология», которую применяют хвойные деревья при выработке из простых сахаров сложных смолистых веществ. Эта тайна тем более актуальна, что народное хозяйство постоянно испытывает нехватку в веществах, получаемых из живицы, а добыча этой живицы связана с необходимостью ранить огромное количество сосен и затрачивать много труда.

Процессы смолообразования теперь изучаются на культурах тканей. В колбах растут клетки 12 видов хвойных деревьев. Эти лабораторные плантации по продуктивности (содержанию смолистых веществ в единице растительной массы) не только не отстают, но зачастую и обгоняют лучшие лесные массивы. Ученые считают, что в далекой перспективе добыча смол из культуры тканей на специально созданных предприятиях может конкурировать с существующими методами.

Специалистов издавна занимает так называемый парадокс ели — ее способность на беднейших почвах давать феноменальные приросты органических веществ. Эту загадку, видимо, помогут разрешить изолированные клетки ели, выращиваемые в лаборатории. Но пока решается этот теоретический вопрос, культура ткани поставила перед исследователями новую, уже практическую проблему. Оказалось, что выращиваемые в растворе на свету фотосинтезирующие клетки ели не только не потребляют органических питательных веществ, но, наоборот, сами выделяют в окружающую культуральную жидкость сахар. Причем в таком количестве, что содержание его в растворе может достигнуть одного процента. Концентрация такого «сиропа» вполне достаточна, чтобы на нем выращивать дрожжи, которые являются признанным производителем полноценного белка. Если надежды ученых оправдаются, то в будущем возможно создание таких промышленных установок, в которые с одной стороны вливается водопроводная вода с примесью минеральных солей, а с другой непрерывно вытекает белково-витаминная масса, годная не только на корм сельскохозяйственным животным, но и в пищу человеку.

В лабораториях, стеллажи которых уставлены колбами с культурами растительных тканей, действительно нет никаких чудес. Но то, что происходит здесь, удивительно, а часто — и невероятно. Уже сегодня, в начале пути, в начале научных поисков. Что же ожидает нас, когда научных фактов, знаний и выводов будет больше, чем проблем и вопросов?

Неизвестно почему, но микрон — одна тысячная миллиметра — оказался своеобразной гранью, разделившей, словно заоблачный горный хребет, две обширные страны. По эту, нашу сторону «хребта» находится царство животных и растений вместе с обитателями микромира — простейшими, бактериями, микроскопическими водорослями и грибами. А по ту сторону микрона раскинулись обширные владения Вира. Там все не так, как «у нас». Там, если настали худые времена, существо без труда превращается в вещество и образует кристаллы. А кристаллы, попав в благоприятные условия, тут же оживают. Основой жизни, единственной формой существования является паразитизм. Причем паразитизм неведомый «у нас», доведенный до высочайшей степени, до мыслимого предела. Вирусы (а именно они обитают по ту сторону) перекладывают на плечи хозяина заботы не только о добывании пищи и не только о ее переваривании, но даже заботы о своем размножении. Не вирус размножается — его «размножает» тот, в ком поселился паразит: клетка животного или растения, бактерия.

Много диковинного по ту сторону микрона, важнейшие открытия нашего времени сделаны именно там. Но еще больше в царстве Вира неизвестного и непонятного. Ощупью пробираются ученые. Каждый факт, каждое наблюдение — на заметку: все может оказаться важным. А потом снова многочисленные эксперименты, проверка предположений, размышления и разочарования. Таковы будни вирусологов.

Время от времени — на протяжении многих веков — города и страны подвергаются опустошительным набегам невидимок. Только за последние шестьдесят лет человечество пережило две страшные трагедии. Коварный враг нападал на людей незаметно, исподтишка и сеял смерть.

Первая трагедия произошла в 1918–1919 годах. Это было настоящее побоище. Люди не могли рассмотреть, увидеть своего недруга, не знали, как с ним бороться, и злобный невидимка свалил с ног 550 миллионов человек. Около 20 миллионов погибло — больше, чем за годы первой мировой войны. Причиной тому явилась эпидемия страшного гриппа — болезни, которую называли «испанкой». Ученые всего мира встревожились. Наука начала «следствие».

Но враг — вирус — был неуловим: его не удавалось рассмотреть в самые мощные оптические микроскопы, не могли задержать самыми плотными фильтрами.

В 1957 году разразилась вторая катастрофа: новая эпидемия гриппа охватила целые континенты — нападению подверглось полтора миллиарда человек.

«Следствие» продолжалось. Во всем мире создавались для изучения преступника и пресечения его опасных действий лаборатории и научные центры. В Ленинграде организовали специальный Институт гриппа. Изобретались новые лекарства, которые должны были защитить людей от крошечного, но могущественного врага. А тем временем мировая статистика заявляла, что вирусы гриппа, кори и инфекционного гепатита по-прежнему приносят вреда в пять раз больше, чем такие бактериальные инфекции, как дифтерия, скарлатина, коклюш, тиф, кишечные и паразитарные заболевания, вместе взятые. Кроме того, обнаруживались новые вирусные инфекции, несущие болезни и смерть людям, животным, растениям, рыбам, полезным насекомым.

Где же выход? У кого просить помощи и защиты?

Первым начал расследование преступлений невидимки русский ботаник Д. И. Ивановский. Он заинтересовался одной из болезней растений — табачной мозаикой. Опыт, поставленный им, вошел в учебники. Сок больного табачного листа Д. И. Ивановский процедил через фарфоровый фильтр, в порах которого должна была застрять любая мельчайшая бактерия. Но и очищенный от микробов сок по-прежнему оставался заразным. Значит, есть возбудители болезней еще более мелкие, чем бактерии. Вот почему их не удавалось увидеть в обычные микроскопы!

По дороге, открытой Д. И. Ивановским, на поиски невероятно мелких вредоносных живых существ, названных фильтрующимися вирусами, устремились сотни исследователей. Следы разрушительного действия вирусов стали находить повсюду. Картофель, помидоры, сахарная свекла, тюльпаны — все поражают и губят вирусы. На земле нет ни одного вида растений, который устоял бы против их натиска.

Но разглядеть отдельную частицу вируса считалось делом невозможным. И это продолжалось до тех пор, пока не появился электронный микроскоп, способный давать громадное увеличение — в десятки и сотни тысяч раз. Тогда-то и открылся доселе невидимый мир, живой и многообразный.

Живой ли? На этот счет долгое время не было единого мнения. Вирусы не похожи ни на какой другой организм.

Вот почему многочисленное племя вирусов сейчас решено относить, по предложению советских ученых, не к животному и не к растительному миру, а к особому материку в системе живой природы, которому дано название царства Вира.

Знания об этом царстве расширяются стремительно. Достаточно сказать, что за последние годы открыты многие десятки типов, «пород» вирусов. И каждый новый вирус имеет свои особенности, повадки, размеры и форму — шар, двадцатигранник, цилиндр. Вирус гриппа, например, оказался весьма крупным «зверем»: он имеет размеры около 100 миллимикрон…

Развитие техники научных исследований позволило людям не только увидеть вирусы, но и стать свидетелями, очевидцами драматических событий, которые происходят по ту сторону микрона. Вирус теперь становится «киноартистом» — его снимают на пленку, фильмы о нем появляются на массовом экране.

Понаблюдаем и мы, как действуют шайки этих разбойников в кинокартине, созданной с помощью ученых на Киевской студии научно-популярных фильмов.

Окружив со всех сторон бактерию, вирусы атакуют ее. Специалисты называют эту разновидность «микроба микробов» бактериофагами, то есть пожирателями бактерий. Вот несколько фагов уже прикрепились к жертве. Пущены в ход химические средства нападения, растворяющие ее оболочку. Бактерия отчаянно сопротивляется. Но уже поздно: отверстие проделано, и фаг, словно из шприца, впрыскивает внутрь бактерии свое «наследственное вещество» — нуклеиновую кислоту.

Дальше происходит нечто противоестественное: бактерия, подчиняясь командам вирусной нуклеиновой кислоты, сама синтезирует нуклеиновые сердечники фагов и белковые оболочки к ним. За 30 минут она образует внутри себя около 200 фагов. Через 35 минут она уже набита ими, как мешок. Еще 5 минут — бактерия взрывается изнутри, и полчища вышедших из нее фагов набрасываются на соседние бактерии.

Сегодня многие ученые полагают, что вирусы не «штампуются» бактерией уже готовыми, а проходят сложный путь развития. В лаборатории электронной микроскопии Института эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи удалось установить, в частности, что вирус оспы рождается, проходит стадии младенчества, зрелого возраста, старости и в конце концов умирает. Замечены уродства вирусов, их болезни…

Великий научный подвиг продолжается в сотнях лабораторий. Победив оспу, бешенство и полиомиелит, ученые самоотверженно борются за нашу жизнь с другими болезнями. Меч науки занесен над царством Вира.

Первый раз входишь в эти ворота без особого энтузиазма и даже почему-то стараешься не очень глубоко дышать. Может быть, потому, что на воротах вывеска: «Московский научно-исследовательский институт вирусных препаратов». Ведь с детства укоренилось в нас: с вирусом шутки плохи, вирус — это и грипп, и корь, и оспа, и бешенство, и полиомиелит, и клещевой энцефалит… И хотя понимаешь, что ученые в обиду вирусам тебя не дадут, все-таки чувствуешь себя как-то зябко, словно на дворе вдруг похолодало.

Эти ощущения не рассеиваются и после того, как войдешь в здание института. Облаченный в белый халат, ты идешь по чистым коридорам мимо белых дверей, дышишь воздухом, многократно пропущенным через фильтр… А потом попадаешь в лабораторию генетики и биохимии вирусов, и доктор медицинских наук Ю. З. Гендон, переглядываясь со своими коллегами и посмеиваясь над тем, что ты избегаешь притрагиваться голыми руками к лабораторному оборудованию, начинает свой рассказ примерно так:

— Против бактерий мы имеем довольно сильные средства, например антибиотики. Вирус же — такое подлое животное, что обычное медицинское оружие на него практически не действует. Если он проник в клетку, его оттуда не выгонишь. Клетка обречена. Поэтому-то и решили бороться с вирусами с помощью… вирусов.

Первую такую попытку сделал лет 170 назад английский врач Дженнер, который даже не подозревал о существовании вирусов. И тем не менее попытка удалась. Дженнер заметил, что люди, перенесшие коровью оспу, почти никогда не заболевали страшной болезнью — оспой натуральной. Английский врач публично проделал такой опыт: он втер в кожу восьмилетнего мальчика содержимое оспенных пузырьков коровы, а спустя некоторое время заразил его натуральной оспой. Мальчик остался здоровым. Так родилась первая противовирусная вакцина, которая применяется и поныне.

И француз Пастер, создавая вакцину против бешенства, по сути дела не знал, с кем воюет: первый вирус был открыт гораздо позднее. Понять механизм действия вакцин смогли лишь наши современники. Впрочем, и для них многое остается неясным.

Мы уже знаем, что происходит, когда вирусы нападают на бактерию. А вот что происходит в человеческом организме, когда туда проникает вирус?

Он одет в плотные белковые одежды. Это для защиты и маскировки. Живая клетка, которая вовсе не беспомощна и довольно хорошо вооружена, не распознает в этом белковом комочке, оказавшемся возле нее, своего злейшего врага. Она добровольно открывает «вход», впускает его внутрь и с помощью своих ферментов помогает «гостю» раздеться. Под одеждами обнаруживается стерженек — нуклеиновая кислота, важнейшая составная часть вируса. Освободившись от своего белкового футляра, вирус сразу же заставляет клетку работать на себя. Она, словно околдованная, теперь сама синтезирует всё новые и новые вирусные частицы. Когда их накопится достаточно много, они прорывают оболочку. Теперь очередь за другими клетками. Очаг поражения ткани быстро расширяется. Болезнь усиливается.

Тем временем организм — это содружество разнообразных клеток — экстренно мобилизует все силы на борьбу с врагом. Лимфатические клетки начинают вырабатывать легионы антител — особых белков, которые с кровью и лимфой устремляются во все уголки организма. И вот уже полчища вирусов, прорвав оболочки клеток, сталкиваются с антителами, заполнившими межклеточное пространство. Антитела соединяются с вирусными частицами и обезвреживают их. Если болезнь не зашла слишком далеко, все вирусы оказываются уничтоженными. Наступает выздоровление. Но еще долгие месяцы, а иногда и годы будут «патрулировать» в крови антитела. Когда в организм снова попадает такой же вирус (для каждой болезнетворной частицы создаются свои особые антитела), он будет без промедления уничтожен. Человек больше не заболеет; мы говорим, что у него выработался иммунитет, невосприимчивость.

К сожалению, нередко приходится платить за эту невосприимчивость непомерно высокую цену: слепота после оспы, тяжелые поражения нервной системы после полиомиелита и клещевого энцефалита, роковые осложнения после кори и гриппа.

Да, близкое знакомство с этими «подлыми животными» обещает мало приятного.

Но вернемся в лабораторию генетики и биохимии вирусов. Почему, каким образом приводятся в действие защитные системы организма?

— На выручку приходит… вирус, — продолжают рассказ наши экскурсоводы-ученые. — Взять хотя бы практику оспопрививания. Принцип здесь такой. Например, возбудитель коровьей оспы — близкий родственник вируса натуральной оспы. Но коровий не такой «кровожадный». Он даже в каком-то смысле «добрый» — вызывает болезнь в очень легкой форме, не приносит почти никакого вреда. В то же время он мобилизует организм человека на борьбу: начинается выработка антител. Эти меры превосходно действуют и против натуральной оспы, так что в течение нескольких лет она не страшна.

Есть и другой метод — пассирование. Именно его использовал Пастер. Поколение за поколением пересаживал он вирус бешенства все новым кроликам. В конце концов потомки некогда очень опасных вирусов оказались ослабленными, в них, видимо, произошли какие-то изменения, мутации. Если такой вирус — это и есть вакцина против бешенства — ввести в организм человека, он лишь вызовет иммунитет.

Коровья оспа — вакцина, подаренная нам самой природой. Метод Пастера — многолетнее пассирование — тоже в каком-то смысле ожидание милостей от природы. Многие виды современных вакцин созданы этим пастеровским способом. Но он не всегда приносит успех: известны случаи, когда пассирование продолжалось десятилетиями, но вирус так и не «подобрел» или, изменившись, приобрел другие, нежелательные свойства. Скажем, в коллекциях института немало таких «прирученных», безвредных вирусов, которые, увы, вызывают слабый иммунитет. Их, конечно, не имеет смысла использовать в качестве вакцины.

Современная наука старается найти методы ускорения процессов «приручения» вирусов. Генетики института, воздействуя химическими веществами, высокой температурой, излучениями, получают множество вирусов с новыми свойствами. Так появились в лабораториях института неболезнетворные вирусы полиомиелита и клещевого энцефалита.

Однако эти изменения не поддаются контролю и управлению. Результаты фактически случайны. Один из путей направленной изменчивости вирусов — гибридизация. Ученые пытаются пересаживать участки нуклеиновой цепочки, а вместе с ними и их свойства, от одного вируса к другому. Например, одна разновидность вируса оспы даст высокий иммунитет, но и сильные осложнения. Другая и безопасна, и бесполезна. Задача: пересадить участки нуклеиновой цепочки, ответственные за безопасность, к тому вирусу, который дает осложнения.

…Экскурсия продолжается. Ты переходишь из помещения в помещение, от установки к установке, от микроскопа к микроскопу. Мигают огоньки на панели прибора — это счетчик отмечает присутствие в вирусе меченых атомов, помогает ученым разобраться в биохимических процессах. Самописец чертит волнистую кривую— автомат следит за ходом сушки препарата, который скоро попадет в медицинские учреждения. В лицо пахнуло холодом — только здесь, за двойными дверями бокса, возможен «личный» контакт с микроорганизмами. Горячий воздух, словно дыхание больного: в этой комнате выращивают культуру ткани и вирусы.

Мне и там и здесь показывают «матрацы» — плоские склянки с легким сероватым налетом на стенках. Это слой клеток, на которых проверяют действие вирусов.

Мелкие плешинки в слое — их «работа». По таким вот плешинкам и другим подобным приметам вирусологи определяют, кто там сидит в банке и что делает.

Я не знаю, кто там, но «он» мне все равно симпатичен. Теперь мне известно, что через какое-то время обитатели этих склянок либо помогут вписать еще одну страницу в книгу медицинской науки, либо отправятся по белым коридорам к «вирусоводам» — в производственные отделения института. Там, если это вирусы гриппа, они попадут в тысячи куриных яиц, пролежавших в инкубаторе 11 дней. Если это вирусы бешенства, их впрыснут в мозг крошечных крысят-сосунков. А оспу будут втирать в кожу холеных, начисто выбритых, многократно вымытых (стерильными мочалками!) и обутых в специальные сапожки телят.

Размноженные в живых тканях вирусы будут извлечены, обработаны, тщательно проверены, запаяны в ампулы. И если кому-нибудь из нас будет грозить беда, они немедля придут на помощь. А халаты, чистота коридоров, двойные двери боксов, стерильный воздух в институте, оказывается, нужны не столько для того, чтобы уберечь меня и сотрудников лабораторий от заразы, сколько для того, чтобы мы сами не заразили многомиллиардные поселения вирусов, которым предстоит бороться за здоровье тысяч людей.

До сих пор мы говорили о так называемых живых вакцинах. Но можно приготовлять защитные прививочные препараты и из убитых вирусов. Чтобы познакомиться с новейшими работами в этой области, снимем белые халаты, распрощаемся с вирусологами и вернемся из Москвы в Ленинград. Здесь нас ждут у своих «экспонатов» (если можно так назвать только что изготовленное и еще совершенствуемое научное оборудование) физики, химики и эпидемиологи.

Важные научные открытия и разработки нередко выглядят удивительно скромно и просто. Результат пятилетних совместных исследований группы ученых Ленинградского института ядерной физики имени Б. П. Константинова, Политехнического института имени М И. Калинина и Ленинградского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера представляет собой всего-навсего стеклянную трубку диаметром четыре сантиметра, длиной шестьдесят сантиметров, наполненную мелко размолотым стеклом. И хотя знаешь, что вне поля твоего зрения остаются тысячи и тысячи физико-химических экспериментов и опытов на животных, сотни формул, множество расчетов, технологических описаний, всякий раз в подобных случаях восхищаешься простотой и — что одно и то же — изяществом решения сложной научной проблемы. Чтобы было ясно, о чем речь, надо сразу сказать, что именно эта трубка, заполненная стеклянной «мукой», позволила специалистам получить в течение месяца десять тысяч доз хорошо зарекомендовавшей себя на государственных испытаниях противогриппозной вакцины. Об этих исследованиях как о деле чрезвычайной важности упоминал в своем выступлении на XXV съезде партии президент Академии наук СССР академик А. П. Александров.

Да, хотя многие вирусные заболевания удалось взять под контроль, вирус гриппа остается пока непобежденным. Его несокрушимость основана на том, что этот враг человечества многолик и чрезвычайно изворотлив. Отразив натиск вирусов какого-либо одного варианта и выработав к ним иммунитет, организм остается беззащитным против всех других, которые могут предпринять нападение в любую минуту. Да и этот, уже знакомый лиходей может вернуться в другом обличье, и организм, не сумев узнать злодея, не сможет ему противостоять.

По той же причине неэффективными оказываются и вакцины. Помните? Выработанные организмом антитела способны уничтожать именно тех и только тех вирусов, для борьбы с которыми эти антитела созданы. Против других иммунологическое оружие не действует. Значит, для каждого варианта вируса гриппа надо готовить специальную вакцину.

А попробуй успеть ее приготовить! Возникнув где-нибудь в Гонконге или Австралии, эпидемия, вызванная очередной разновидностью вируса, точно ураган проносится по странам и континентам, так что времени на кропотливую, трудоемкую и очень ответственную работу по «перевоспитанию» этого злодея, ослаблению в нем болезнетворного начала практически нет. Пока создается вакцина, волна эпидемии уже затопила города или даже схлынула.

Выход, оказалось, можно найти в том, чтобы делать убитую, или, как ее еще называют, инактивированную вакцину. Ведь для этого годятся самые опасные, самые свирепые микробы. Их только надо как можно быстрее получить, к примеру, из Гонконга или Австралии (на это теперь требуется лишь несколько дней), размножить в куриных эмбрионах (еще две недели) и подвергнуть воздействию формалина, ультразвука или ультрафиолетового излучения. Вирусы погибли — вакцина готова!

Готова, но не годна к употреблению. Она сильно загрязнена чужеродными белками, вредными примесями, и применять ее — значит вызывать опасные побочные явления. А ведь в отличие от живых ослабленных вирусов, которые, попав в организм даже в небольшом количестве, самостоятельно размножаются там, пока не будет произведено нужное количество антител, убитых микробов нужно впрыскивать неизмеримо больше. Иначе иммунитет вызвать не удастся.

Вот это и являлось в течение многих десятилетий камнем преткновения для ученых и для врачей всего мира. Правда, некоторое время назад блеснул было луч надежды: французские специалисты научились чистить убитую вакцину на ультрацентрифугах. Но способ этот оказался слишком дорогостоящим.

К решению задачи, но совсем с неожиданной стороны, подступили сотрудники лаборатории биополимеров Ленинградского института ядерной физики во главе с профессором С. Е. Бреслером.

Они решили освобождать от примесей и концентрировать вакцину с помощью сорбционной хроматографии. На первый взгляд это намерение могло показаться, по крайней мере, несерьезным: сорбционный метод, широко применяемый на практике, предназначен, как известно каждому специалисту, для извлечения из загрязненных растворов не очень крупных молекул. Частицы же больших размеров просто не в состоянии проникнуть в ничтожные поры активированного угля, ионообменных смол и других сорбентов. А ведь вирус гриппа — довольно крупный, по масштабам микромира, объект.

Но, как говорится, новое — это хорошо забытое старое. Профессор С. Е. Бреслер и доцент кафедры биофизики Политехнического института В. М. Коликов вспомнили, что еще несколько десятков лет назад академик И. В. Гребенщиков изобрел оригинальный сорбент, как нельзя более подходящий к данному случаю, а некоторое время спустя профессор С. П. Жданов разработал технологию его получения.

Из смеси кремниевого и борного ангидридов приготовляют стекло. При варке каждая из этих составляющих образует очень мелкие капельки. Затем стекло дробят, размалывают и подвергают обработке, в результате которой борные капельки растворяются. Каждая крупинка стекла оказывается пронизанной множеством пор, размер которых зависит от условий варки и может изменяться от двухсот до пяти тысяч ангстрем.

Значит, все-таки можно создать сорбент с такими ячеями, которые будут соответствовать размерам вируса! Ученые изготовили этот стеклянный сорбент, и вирусы стали прочно застревать в его порах.

Но ловить в стеклянные сети микробов — это половина дела, и, как оказалось, не самая трудная. Как их извлекать оттуда, не повредив, не нарушив целостности нежной белковой оболочки? Ведь вирусная оболочка — это та самая красная тряпка, на которую только и реагирует организм, против которой он и производит антитела.

Немало сил и времени было отдано данной проблеме. Решение же оказалось невероятно простым: надо было лишь немного изменить кислотность раствора, который циркулирует в трубе, заполненной сорбентом, и вирусы, словно пробки из бутылок с шампанским, выскакивали из отверстий в стекле, оставаясь при этом целехонькими.

Вскоре выяснилось, что стеклянный сорбент превосходно ловит не только вирусы гриппа, но и вирусы бешенства, клещевого энцефалита, полиомиелита, кори и т. д. Более того, можно, если пропускать через сорбент жидкость, содержащую разных вирусов, поймать их всех, а потом заставить «выстрелиться» одну разновидность, затем, еще чуть-чуть изменив кислотность, высвободить из сетей другую разновидность вируса. Найденный ленинградцами способ дает возможность с высокой точностью сортировать микробов.

Биологический смысл многих заболеваний в том, что в организм проникают микробы, многоклеточные паразиты или другие посторонние живые существа, они начинают размножаться и наносить организму тот или иной вред. А вот смысл ракового заболевания совсем другой. Это, по сути дела, индивидуалистический бунт собственных клеток организма. Они выходят из подчинения центральной власти — нервной системы, перестают считаться с требованиями и влиянием соседних клеток и тканей, прекращают выполнять порученную им работу и лишь бурно, неуемно размножаются, пожирая питательные вещества, захватывая все новые территории. Так возникает и разрастается опухоль — колония взбунтовавшихся «бешеных» клеток.

Причина этого бунта пока до конца не ясна. Существуют разные теории. Сторонники одной из них считают, что во всем виноват вирус. Проникая внутрь живой клетки, он искажает заложенную в ней генетическую программу действий, и, сбитая с толку, клетка дичает, становится эгоистичной и хищной.

В подстрекательстве обвиняют разные вирусы. В последние годы попали под подозрение весьма распространенные аденовирусы. Сейчас известна тридцать одна их форма. Еще недавно аденовирусы считались довольно безобидными созданиями или, во всяком случае, не очень вредными. Они, в основном, виновники заболеваний, сходных с гриппом.

Но вот несколько лет назад то у одного, то у другого вируса из этой группы обнаружились качества весьма зловещие: оказалось, что аденовирусы способны вызвать раковые опухоли у золотистых (сирийских) хомячков.

Может ли быть аденовирус причиной злокачественных новообразований у человека? Значение проблемы чрезвычайно велико: дело в том, что 12 процентов всех людей являются носителями этой инфекции.

Сегодня многие исследователи изучают повадки и особенности аденовирусов. Ведется «следствие» и в лабораториях Института микробиологии Академии наук Латвийской ССР. Здесь сделаны десятки фотопортретов одного из подозреваемых — аденовируса типа 12. Фотографии, полученные с помощью электронного микроскопа; отражают весь жизненный путь этого аденовируса, все этапы его развития — от «детства» (появление в однородной клеточной массе полумесяца, состоящего из двух темных мембран) до «зрелости» (когда «юношеское» вирусное образование, напоминающее туманную спираль Галактики, обретает четкие контуры возмужания и плотное, не пробиваемое потоком электронов черное ядро).

Эти портреты составили электронно-микроскопический атлас аденовируса типа 12. Он — важное пособие для ученых, которые пытаются выяснить, виновны или невиновны аденовирусы в таком тяжком преступлении перед человечеством.

Пока рижане фотографируют аденовирусы, выясняют их причастность к подстрекательству человеческих клеток к бунту, киевские специалисты из Института микробиологии и вирусологии как бы профилактируют преступника. Как это понять?

Повадки аденовируса примерно те же, что и у других его собратьев. Ворвавшись в живую клетку, он возлагает на нее все заботы о себе. Изучая этот процесс, ученые заметили, что клетка, воспроизводя потомство своего врага, использует, можно сказать, блочный метод строительства. Среди блоков особенно важное значение для вируса имеют так называемые азотистые основания, а эти вещества удается синтезировать искусственным путем, в пробирке. И если их ввести в клетку, она вполне может использовать искусственные блоки во время своих «принудительных работ» по созданию вирусного потомства.

Вот здесь вирусологам и химикам пришла «коварная» мысль. А что произойдет, если, синтезируя искусственные азотистые основания, чуть-чуть исказить их строение, допустить маленькую умышленную ошибку? А потом предложить клетке? «Разглядит» она отклонение от стандарта? Если «разглядит», то заставить ее вести работу, применяя негодные строительные блоки, конечно, вряд ли удастся…

Идея была осуществлена. Азотистые основания — почти такие же, какие обычно используются для строительства аденовируса — изготовлены. И предложены клетке.

Отвергнет или нет?

Клетка, не замечая брака, принимала блоки. Работа внутри клетки продолжалась. Однако теперь изготовлялись аденовирусы, заранее обреченные на гибель: они были лишены возможности размножаться.

Новые препараты — аномальные азотистые основания — испытаны в клинических условиях.

Картина разбойного нападения вирусов, предположим, на бактерию будит эмоции: жалко бактерию! Такова человеческая психология — мы на стороне слабого, мы против тех, кто совершает насилие, причиняет другому вред.

Но эмоция — не всегда лучший помощник исследователя. Поэтому ученые предпочитают, не поддаваясь настроению, спокойно, бесстрастно и объективно анализировать результаты своих наблюдений. И если именно так относиться к повадкам вирусов, окажется, что они могут быть полезными для людей. Например, представим, что бактерия, подвергшаяся нападению фагов, — вредоносна. Тогда вирусы не только нельзя осуждать, но их надо внести в список наших друзей и всячески поощрять их «кровожадность».

Сине-зеленые — это тип весьма распространенных водорослей. Если в середине лета вы увидите в пруде или в озере густую, зеленую воду, знайте, что вы имеете дело именно с сине-зелеными. Когда в наших искусственных морях — водохранилищах — начинает «цвести» вода и гибнет от недостатка кислорода не только рыба, но и вся другая живность, когда села и города на берегу этих водохранилищ задыхаются от зловония, — это тоже, в основном, дело бурно размножающихся сине-зеленых.

Как бороться с ними? Микробиологи пытаются найти способ извлекать из зловредной водоросли хоть какую-нибудь пользу — перерабатывать ее в корма для сельскохозяйственных животных, получать из нее белки, жиры. Но здесь много трудностей. Химики предлагают травить водоросли химикалиями. Однако для этого требуются огромные затраты (десятки миллионов рублей в год только для одного Киевского моря!), и неизвестно еще, удастся ли уберечь от гибели полезных обитателей водоемов.

И вот недавно появилась надежда, что проблему сине-зеленых все-таки можно решить.

В Кременчугском водохранилище во время буйного «цветения» воды киевские вирусологи обнаружили прозрачные «окна» — участки с почти полностью «лизированными», то есть растворившимися водорослями. Причина этого непонятного явления открылась, когда подвергли исследованиям воду из этих «окон»: водоросли были атакованы крошечными хвостатыми вирусами — бактериофагами.

Сейчас эта неизвестная науке разновидность фагов всесторонне изучается. Оказавшись в колбе с совершенно непрозрачной, зеленой водой, вирус в течение двух-трех дней полностью очищает ее. Видимо, никому, кроме сине-зеленых, вреда он принести не может. Не исключено, что вирусологам удастся отыскать или вывести в лаборатории такую «породу» бактериофагов, которые, попав в водоем, вызовут среди сине-зеленых повальную эпидемию.

Но уверенности пока нет. Возможно, новый знакомый станет нашим помощником. А может, обернется врагом?..

Надо ждать, пока ученые изучат все особенности вируса. Так же, как надо ждать новых результатов интереснейших исследований, проводимых в Институте микробиологии Академии наук Латвийской ССР.

Здесь давно занимаются энтеровирусами — многочисленной группой вирусов со сходными свойствами. По одному из таких общих свойств все члены группы получили грустное прозвище: их называют «сиротскими». Почему? Эти микробы давно открыты, давно известны науке. Однако их связь, «родство» с какой-либо болезнью до сих пор не установлены. Во всяком случае — большинства из них. Вот они, в отличие от других вирусов, и остаются в научных каталогах «неприкаянными», сиротливо ожидающими, когда же ученые найдут им место среди возбудителен конкретных болезней.

Но вирусологи ясности в этот вопрос пока не внесли. И более того, порой высказывают сомнение: а почему, собственно, энтеровирусы обязательно должны порождать какие-то заболевания? Может быть, они не порождают никаких.

Тогда зачем они существуют? Мы привыкли, что в природе все имеет смысл.

Вот этой проблемой — выяснением биологической роли «сиротских» вирусов и занялись в институте.

Здесь надо сделать небольшое отступление.

Как уже упоминалось, перерожденные — раковые — клетки главным делом своей жизни считают активный рост и безграничное размножение. Той же особенностью отличаются и многие клетки эмбрионов, клетки новорожденных животных.

Еще в 20-х годах ученые заметили, что вирусы предпочитают селиться в тканях зародышей и только что рожденных животных, а также… в злокачественных опухолях. Это обстоятельство долго использовалось для искусственного разведения возбудителей бешенства, оспы, энцефалитов в опухолях животных. Сейчас это может показаться странным или, во всяком случае, не очень рациональным: как мы знаем, сегодня вирусы перечисленных заболеваний прекрасно размножаются в куриных эмбрионах, в новорожденных крысятах, в клетках животных и человека, выращиваемых на искусственной среде в пробирке. Но в те времена методы культивирования тканей не были достаточно разработаны, а пауке для изучения возбудителей болезней и поисков средств борьбы с ними нужны были большие количества вирусного материала, особенно высокопатогенного. Ну. а коль опухоли способны быть кормушками для нужных науке вирусов, их для этого и использовали.

Лишь много лет спустя стали специально искать и инвентаризировать вирусы, способные уничтожать раковые клетки. В инвентарных списках науки таких «ракоядных» вирусов уже значится внушительное количество. Но большинство из них — инфекционные, вызывающие у человека заразные болезни. Это обстоятельство, понятно, делает их не очень привлекательными для работников практической медицины…

Разворачивая исследования, латвийские ученые включили в программу работ поиски «ракоядных» «сиротских» вирусов.

Человеческий рак прививали золотистым хомячкам, и у них вырастали довольно большие опухоли. А потом в опухоль вводили «сиротский» вирус. Проходила неделя, и опухоль, до этого красная, начинала бледнеть. Еще через неделю она резко уменьшалась.

При микроскопическом исследовании видно было, что когда опухоль, если можно так сказать, в своем расцвете, то она сплошь состоит из раковых клеток. Но по мере того, как в ней размножается вирус, количество клеток уменьшается, они замещаются соединительной тканью. И хотя через две-три недели еще остается небольшая опухоль, раковых клеток там практически уже нет. Опухоль состоит в основном из соединительной ткани. А потом и соединительная ткань рассасывается. Опухоль исчезает.

Что делает со злокачественной клеткой вирус? Проникнув внутрь, он оглушает этого бунтаря, подчиняет себе и переключает его работу на себя. Активно росшая и размножавшаяся «бешеная» клетка так же бешено начинает продуцировать вирусные частицы. Вся она покрывается словно сыпью. Это множество энтеровирусов. В конце концов клетка, как прелый мешок, распадается, вирусы выходят из нее и атакуют другие раковые клетки.

Но все это были эксперименты на животных, хотя и с человеческими опухолями. Что же будет с раковыми клетками человека, живущими вне организма? Исследователи брали кусочки раковой опухоли после операции в клиниках, сохраняли их живыми и на этих кусочках ставили опыты. И здесь вирусы работали неплохо.

Встретились ученые и с целым рядом сложностей. Например, выяснилось, что вирус склонен расправляться далеко не с каждой разновидностью рака. У него, у «сиротского», как оказалось, большая избирательность, изощренный вкус. Он способен развиваться только в определенном виде злокачественных клеток. Скажем, еще на первом этапе исследований, когда на опухолях, пересаженных хомячкам, проверяли действенность сорока девяти «пород» энтеровирусов, выяснилось, что 33 из них могут развиваться на саркоме типа ЧЭ-67. Но только два из этих тридцати трех были в состоянии жить на другой саркоме — 40–79.

А вот еще опыт. Взяли кусочки опухоли после операции десяти больных, страдающих раком желудка, И каждый образец заразили шестью видами вируса. Оказалось: в опухоли одного больного развивалось пять вирусов из шести; у другого больного— четыре; а у третьего — лишь один. Но ведь у всех больных был один и тот же недуг — рак желудка!

Следовательно, говорить о практическом использовании «сиротских» вирусов в борьбе со злокачественными новообразованиями пока нельзя. Впереди еще очень много работы, которая даст прежде всего теоретические результаты. Нужно достаточно хорошо узнать «вкусы» и возможности всех «ракоядных» микробов. Видимо, придется определять индивидуальную чувствительность раковых клеток разных больных и искать здесь какие-то закономерности. Необходимо исследовать и союзников вируса — химиопрепараты. В институте, например, установили, что если, перед тем как заражать опухоль, ввести туда очень небольшую дозу химиопрепарата, то вирус развивается еще более активно. Видимо, химические вещества ослабляют оборону раковых клеток и помогают энтеровирусу пробраться в них.

«Сиротские» преподнесли своим опекунам-ученым еще один сюрприз. Выяснилось, что к энтеровирусам чувствительны не только раковые клетки, развивающиеся в желудке или кишечнике. Натиска «сиротских» не выдерживают и гинекологические опухоли, и опухоль молочной железы. А ведь это ткани совсем другого происхождения! Ученые пока не могут достаточно уверенно объяснить это неожиданное явление.

Никому лучше, чем самим исследователям, не виден тот долгий путь, который им еще предстоит пройти до цели. Наверное, поэтому директор института доктор медицинских наук Р. А. Кукайне высказывается о результатах этих работ весьма осторожно:

— Конечно, вряд ли можно полагать, что нам удалось отыскать самых сильных, самых надежных врагов раковых опухолей. Не исключено, что удастся найти другие разновидности вирусов, еще неизвестные, или известные, но неиспытанные, и они окажутся гораздо более активными, чем «сиротские». Скажем, вакцины против некоторых вирусных заболеваний действуют и на опухолевые клетки: они разрушают их. Возможно, помогут генетики: выведут какую-либо особо надежную в борьбе против рака разновидность микробов. А может быть, будет найдено какое-то совсем иное средство, и наши вирусы никому не понадобятся.

Да, все может быть в биологии. Тем более в век биологии. И скептические высказывания исследователей понятны. Впрочем, как понятно и то, почему они иногда уже затрагивают в своих спорах проблему клинической проверки способностей «сиротских» вирусов, а в их лексиконе даже стало мелькать такое непривычное слово, как виротерапия.

— Знаете, — сказал мне однажды Игорь Григорьевич Чистяков, доктор физико-математических наук, — я ведь увлекся изучением этих веществ главным образом из-за того, что они в поляризованном свете образуют великолепную красочную картину… Потом, когда углубился в проблему, появились, конечно, и другие интересы. Но первый толчок дала именно эта необычайная красота. Глаз не оторвешь!

Честно говоря, я не сразу поверил Игорю Григорьевичу. Серьезный ученый, один из крупнейших в нашей стране специалистов в области структуры жидких кристаллов, руководитель исследовательской группы Института кристаллографии Академии наук СССР — и вдруг оказывается, что он начал заниматься новой областью знания только потому, что увидел — пусть даже и в поляризованном свете — какие-то красочные картины. Правда, в свое время профессор М. С. Навашин, исследователь хромосом растений, уверял меня, будто он посвятил жизнь изучению микроскопического клеточного ядра лишь по той причине, что с детства был близорук и питал страсть разглядывать невообразимые мелочи. А академик А. Д. Александров, физик по образованию, но занимающийся в основном математическими проблемами, объяснял эту свою склонность тем, что в математике у него «получается лучше», чем в физике. Однако те признания были сделаны в лирическую, шутливую минуту. Здесь же, в лаборатории жидких кристаллов, разговор шел в деловой обстановке, и в словах Чистякова не улавливалось и тени юмора Как-то странно все это…

Между тем Игорь Григорьевич вынул из лабораторного шкафа лист густо-черной полимерной пленки.

— Дайте-ка вашу руку.

Я протянул ее, почему-то повернув раскрытой ладонью кверху, — словно цыганке, которая будет гадать по «линиям судьбы». Игорь Григорьевич положил пленку мне на ладонь. Мгновение я смотрел на черную глянцевую поверхность, не понимая, зачем мне дали эту пленку и что я должен делать. Вдруг в черной ее глубине началось какое-то движение. В нескольких местах возникли коричневые пятна, и тут же в центре каждого из них появился красный блик, он стал расширяться, оттесняя коричневую краску к краю. Но в середине красного пятна уже всплыло оранжевое, затем, без промедления, желтоватое, зеленое, голубое, синее. И каждый новый цвет, растекаясь по пленке, гнал перед собой, словно камень, брошенный в воду, концентрические волны предыдущих цветов. Но вот появились небольшие фиолетовые пятнышки и цветные блики перестали, наконец, «выныривать» из недр пленки. Волны радужных переходов замерли. Картина стабилизировалась. И тут я заметил, что комбинация пятен образовала на черном фоне многоцветное изображение моей ладони.

— Удивительно! — вырвалось у меня.

— Вот посмотрите, — говорил Игорь Григорьевич, разглядывая узоры на пленке, — у вас пальцы до самых кончиков прорисовываются синим цветом. Это норма. А если бы они были оранжевыми, красными, или, что еще хуже, коричневыми, это давало бы основания подозревать, что вы больны холодовым нейроваскулитом. Есть такая неприятная болезнь, одно из проявлений которой заключается в понижении температуры пальцев рук и ног.

— Так это, — кивнул я на радужный рисунок, — изображение температуры руки?

— Совершенно верно. Там, где пленка нагрета менее всего, у нее коричневый цвет. На две десятых градуса больше — уже красный. Еще несколько долей градуса — получается оранжевый, затем зеленый, голубой. Самая высокая температура там, где жидкий кристалл окрашен фиолетовым цветом.

— Эта пленка и есть жидкий кристалл? — я пощупал черный уголок свободной рукой. Он тут же прореагировал, вспыхнув под пальцами заревом.

— Здесь две пленки, — объяснил мне Чистяков. — Одна черная — экран. Она необходима, чтобы лучше были видны цветовые изменения. А вторая — прозрачная. Между ними нанесен тонкий слой жидкого кристалла. Вот такого жироподобного вещества.

Игорь Григорьевич достал из шкафа колбу, до половины наполненную чем-то напоминающим вазелин.

— Здесь, в основном, соединения холестерина. Но со всякого рода добавками. Нам теперь известны десятки рецептов приготовления холестерических жидких кристаллов. И каждый состав обладает особыми свойствами. Ну, скажем, имеет свою собственную область перепада температур, в пределах которой он способен работать. Можно сделать смесь (в колбе и между пленками — именно она), которая будет градуировать радужными переходами температуру от тридцати шести до сорока одного градуса. А это как раз то, что необходимо для медицинских целей.

Вещество в колбе под действием тепла его пальцев переливалось живым перламутром.

Я положил пленку на стол. Изображение ладони сразу же распалось на отдельные пятна, и цветовые блики один за другим стали скатываться к центру, исчезая в темной глубине. Через несколько мгновений вся пленка снова была черной.

— До чего же красиво!

— Ну, это еще не настоящая красота, — оживился ученый. — Вот загляните-ка в микроскоп!

Он вынул из прибора предметное стекло, провел им по пламени горелки («Чтоб жидкий кристалл расплавился») и вставил на место. Я заглянул в окуляры. Перед глазами раскинулась обширная равнина, покрытая плотным снежным настом. Впадины и выемки на ней были заполнены голубыми вечерними тенями. Неожиданно справа, у края поля зрения, наст просел, образовалась сумрачная сине-зеленая трещина. Она стала расти, разрезая своим острием снежное пространство, и раздвигаться вширь. Теперь это уже была не трещина, а темное ущелье. И от него двинулись в стороны, пожирая голубой наст, острые клинья ущелий-пасынков.

Игорь Григорьевич заменил предметное стекло новым, с другим препаратом, предварительно прогрев его на спиртовке.

Несколько мгновений в микроскопе была мгла. Но вот она поредела, наполнилась едва заметной глухой синевой. Словно рассвет тронул тяжелое северное небо. И тут же на этом черно-синем фоне обозначились блекло-желтые, с густой коричневой полосой посередине, ветви каких-то неземных растений. А может быть, так выглядят водоросли в сумеречных морских глубинах?..

Не успел я перевести дыхание, как в поле моего зрения оказалось грандиозное полотнище желтой ткани, покрытой причудливой зеленой сеткой. Сбоку на эту ткань стали надвигаться яркие песчаные языки — словно барханы ожили. И вдруг откуда-то сверху пали, перекрывая собой и ткань, и барханы, огромные лепестки неведомых цветов — голубые, оранжевые, нежно-сиреневые, черные…

Нет, описать эти картины невозможно. Их надо видеть. И тогда вы испытаете редкостное наслаждение от созерцания чистых, сочных тонов, их переходов и игры. Будто кто-то бережно взял с небосвода радугу и осторожно стал покрывать нежными красками тончайший шелк, проводя по нему то одной ее стороной, то другой, но вдруг, не сладив с нетерпением, принялся отламывать от хрустальной небесной арки целые куски и бросать на шелк, где они сразу же начали оплывать, смешиваясь с фоном и расцветая новыми тонами.

Но наверное, более всего удивительны не сами эти звонкие цвета, а то, как гармонично они сочетаются, с какой естественностью они контрастируют и дополняют друг друга. Смотришь в микроскоп, и закрадывается мысль: а не таятся ли в этих сочетаниях пока неведомые нам законы гармонии красок, гармонии, в основе которой не зыбкая фантазия, не произвол человеческого желания, а строго определенные, хотя и бесконечно разнообразные, свойства веществ и световых волн, особенности их взаимоотношений друг с другом? И может быть, найдя эти законы, мы превратим когда-нибудь искусство наносить краски на полотно в точную науку, а произведения живописи станут естественными, как сама природа — мать всего существующего: формы и содержания, света и цвета?

И еще вопрос. Почему, пока эти законы еще не открыты, не набежали в лаборатории, нс припали к окулярам микроскопов, жадно впитывая эту, как говорили в старину, натуральную красоту, декораторы, художники по тканям, по фарфору и стеклу, специалисты по украшению фасадов и интерьеров?

До конца прошлого века в этой области науки все обстояло спокойно. Было хорошо известно, что вещество может быть в трех состояниях — твердом, жидком, газообразном (о плазме тогда еще не говорили). Четко и ясно. Для тех же ученых, кому такое положение дел казалось слишком простым, имелась возможность глубоко изучать внутреннее строение тел. И тогда обнаружилось, что вещества, во-первых, могут иметь кристаллическую структуру — их молекулы, атомы или ионы расположены в строгом порядке, в результате чего свойства тела неодинаковы в разных направлениях. Таковы графит и поваренная соль, алмаз и лед. Во-вторых, вещества могут иметь структуру аморфную, неупорядоченную. Свойства их одни и те же по всем направлениям. Это жидкости. Ну а, в-третьих, среди этих последних есть, оказывается, монстры: по натуре своей, по внутреннему строению и многим свойствам они являются, вне всякого сомнения, жидкостями, но существуют в обличии твердого тела. Пример тому — стекло: обычная, аморфная, но твердая жидкость!

Казалось бы, естественно было одновременно с выявлением «парадокса стекла» предположить существование и парадокса с обратным знаком: кристаллического вещества, но в виде жидкости. Ведь природе так свойственна симметрия! Симметрия строения, процессов, явлений. Жар — мороз. Испарение — конденсация. Свет — мрак. Твердая жидкость — жидкий кристалл?

Однако предположения о существовании у стекла «симметричного антипода» не было сделано.

— Но в 1888 году, — рассказывает И. Г. Чистяков, — австрийский ботаник Рейнитцер синтезировал на основе холестерина новое кристаллическое вещество. Когда он эти кристаллы нагревал, при температуре 145 градусов они плавились, становясь мутной жидкостью, которая, будучи доведенной до 179 градусов, превращалась в прозрачный расплав. Во время охлаждения, переходя через границу 179 градусов, вещество вдруг обретало синеватую окраску. При дальнейшем падении температуры оно становилось мутным, синева исчезла, но у грани 145 градусов окраска появлялась вновь, и вещество закристаллизовывалось.

Пораженный необычайностью этих явлений, Рейнитцер попросил немецкого физика Лемана исследовать новые кристаллы. Тот взялся за дело и вскоре обнаружил ряд веществ, которым одновременно присущи и свойства жидкостей — текучесть, и свойства кристаллов — анизотропия, то есть неодинаковая, в зависимости от направления, способность преломлять свет, проводить тепло, электрический ток и так далее. Это состояние вещества Леман назвал жидкокристаллическим.

Термин этот звучал так непривычно, что в представлении многих физиков и химиков конца прошлого — начала нынешнего века граничил с абсурдом. Абсурдом казалось и состояние вещества, которое обозначалось этим термином. Одним словом, факт существования жидких кристаллов вызывал ожесточенные споры и подвергался сомнениям в течение четверти века после открытия, сделанного Рейнитцером и Леманом.

— Но, как выяснилось теперь, — улыбается Игорь Григорьевич Чистяков, — живая природа придумала жидкие кристаллы давным-давно, когда еще только приступала к созданию живых организмов. И как знать, не изобрети она этого состояния вещества, существовала ли бы на Земле нынешняя жизнь?

Некоторые ученые предполагают, что древнейшие предки животных и растений — «живые коллоидные капельки», возникавшие в густых и теплых волнах первичного Мирового океана, имели именно жидкокристаллическую структуру. Будучи пластичными, подвижными и изменчивыми, они, вместе с тем, обладали упорядоченностью расположения молекул, устойчивостью к внешним воздействиям и, более того, способностью активно извлекать из морской воды необходимые для своего существования и развития вещества.

Конечно, утверждать, что на заре земной жизни все обстояло именно так, сейчас трудно. Но вот современные факты. Сотрудники Ивановского государственного университета поместили в специальную камеру, в которой имитировали древний климат нашей планеты, обыкновенную нефть. И вскоре в ней были обнаружены капельки жидкого кристалла. Они образовались здесь сами по себе.

Исследования, выполненные разными научными коллективами в последнее время, показали, что многим структурным образованиям клеток и тканей животных и растений свойственно жидкокристаллическое состояние. Именно благодаря такому устройству стенки и внутренние перегородки клеток — мембраны — идеально приспособлены для осуществления обмена веществ: они мгновенно реагируют на изменения обстановки, регулируют взаимоотношения микроскопического организма со средой, способствуют деятельности ферментов, защищают клетку от разрушительного действия собственных биокатализаторов. Волокна гладких и поперечно-полосатых мышц «сделаны» в виде жидких кристаллов. Поэтому они могут, не разрушаясь, растягиваться и сжиматься без конца.

— Если я правильно вас понял, — прервал я Чистякова, — во мне тоже есть кристаллические жидкости?

Я очень надеялся, что не все понял верно. Почему-то было несколько не по себе от неожиданной мысли, что и в тебе содержатся эти странные вещества, пребывающие в каком-то необычном состоянии, которое не так давно считалось чепухой и абсурдом…

Но, оказывается, я понял Игоря Григорьевича правильно. Жидкие кристаллы в человеческом организме есть.

— Нельзя сказать, что человек состоит из них полностью, — с улыбкой стал успокаивать меня Чистяков, — но все-таки их в нас довольно много. К примеру, вещества, входящие в состав костей и сухожилий, оболочка нервных волокон, многие белки, жиры, ферменты, передающая наследственные признаки ДНК — все это существует или может существовать в форме жидких кристаллов. Даже мозг человека — не что иное, как сложная жидкокристаллическая структура. Целый ряд болезней людей связан с разладкой механизма образования и разрушения в организме этого состояния вещества. Например, холестериновая болезнь (губительно действующая на сосуды, печень, селезенку) имеет в своей основе предрасположенность организма к образованию жидкокристаллических соединений холестерина, циркулирующих в крови. Они-то и отлагаются на стенках сосудов, образуя печально знаменитые холестериновые бляшки, закупоривающие сосуды и преграждающие доступ крови к жизненно важным органам.

— Всё нас убеждает, — продолжал ученый, — что антипод стекла имеет огромное значение в живой природе. Но пока эта область очень мало исследована. И лишь можно предполагать, какой богатый урожай еще предстоит собрать науке.

Как это нередко бывает, открытие жидких кристаллов оказалось преждевременным. Человечеству этот подарок в ту пору был не нужен, и оно, словно подросток, которому нежданно-негаданно на виду у всех преподнесли букет цветов, долго не знало, что с ним делать и куда его деть.

Первое время интерес к новому состоянию вещества поддерживался благодаря спорам и сомнениям: открытие ли это, не нонсенс ли? А когда стало ясно, что да, открытие, люди только пожали плечами. Дескать, ну и что ж. И изучением жидких кристаллов занялось лишь несколько кристаллографов, физиков и химиков в разных странах. Были энтузиасты и в Советском Союзе. Особенно успешно экспериментальные и теоретические работы велись в Ленинградском университете В. К. Фредериксом и В. Н. Цветковым.

А десять лет назад в Иванове была создана лаборатория жидких кристаллов. И будто кто открыл шлюзы. Ивановны во главе с И. Г. Чистяковым, работавшим там в то время, за короткое время опубликовали более ста научных трудов, посвященных жидким кристаллам, сделали двадцать изобретений. Лаборатории и группы стали возникать всё в новых и новых институтах и городах. На вторую всесоюзную научную конференцию по жидким кристаллам, состоявшуюся в 1972 году, съехались представители ста учреждений и двадцати пяти министерств!

Интерес к жидким кристаллам наблюдается и за рубежом, особенно в США, ФРГ, Англии, Японии.

Если за первые тридцать лет исследований было открыто или синтезировано примерно триста химических соединений, способных образовывать эти загадочные, как их иногда называют, анизотропные жидкости, а за последующий такой же период их количество утроилось, то за последние десять — пятнадцать лет появилось несколько тысяч новых жидкокристаллических веществ. И темп этот год от года нарастает.

Здесь надо заметить, что пока более всего интересуются анизотропными жидкостями физики, химики, электротехники, электронщики.

Чем же привлекают жидкие кристаллы специалистов самых разных отраслей? Если говорить коротко, то прежде всего возможностью решать сложнейшие технические проблемы простым и чрезвычайно дешевым способом.

Взять хотя бы измерение температуры. Пленка, которую положил мне на ладонь И. Г. Чистяков, — совершенный измерительный прибор. Точность его достигает одной сотой градуса. Время, необходимое для определения температуры, — одна секунда. Цветная картина — «память» — сохраняется две секунды после того, как измерение закончено. И прибор опять готов к работе. Его можно использовать много раз. А цена ему — копейки. Поэтому в случае необходимости (например, в условиях инфекционной клиники) он может применяться в качестве термометра одноразового пользования.

Есть способ сделать жидкокристаллический термометр еще дешевле. Как расфасовываются сейчас некоторые лекарства? Между двумя листами целлофана укладываются на небольшом расстоянии друг от друга таблетки, в промежутках целлофановые пленки свариваются. Каждая таблетка оказывается надежно замурованной в ячейке. Теперь представим: вместо таблеток в ячейки заключены капельки жидкого кристалла, а одна из двух прозрачных упаковочных пленок заменена черной. Получается множество дешевых термометров — бери ножницы и отстригай нужное количество. Приложил пленочные квадратики к разным участкам кожи — и капельки, последовательно перебрав цвета спектра, укажут своими огоньками распределение температуры на поверхности тела.

Эти цветовые сигналы могут очень многое сказать врачу. Еще Гиппократ утверждал, что если часть тела теплее или холоднее обычного, то она больна. Следовательно, можно по цвету жидкокристаллических капель судить о состоянии пациента. Дело в том, что, как установила современная медицина, всякий воспаленный орган как бы высвечивает тепловое пятно на коже человека. На поверхности тела оставляют свою печать туберкулезный процесс, гнойные маститы, переломы, вывихи и ушибы, воспалительные процессы в желчном пузыре и кишечнике, нарушения периферического кровообращения, даже плод, развивающийся в чреве матери. И все это способны заметить жидкокристаллические термометры.

Но особенно важны они для ранней диагностики рака. Некоторые виды опухолей, как оказалось, теплее окружающей ткани на 1–2, а иногда и на 4 градуса. И понятно, термочувствительная пленка отметит такое повышение температуры, включив сигнал бедствия — синий или фиолетовый.

Жидкие кристаллы, позволяя устанавливать границы воспалительных зон, помогают не только ставить диагноз, но и следить за ходом лечения. Например, хирурги используют термоскопию для того, чтобы убедиться, что после пересадки артерий восстановилось нормальное кровообращение. Можно контролировать ход консервативного лечения, наблюдать за реакцией здоровых и больных тканей на те или иные лекарственные препараты.

Температурный диапазон, в пределах которого могут работать уже известные науке жидкокристаллические вещества, простирается от -20 до +250 градусов. Так что достаточно к поверхности металлической детали приложить подходящую термочувствительную пленку, как возникнет многоцветная картина, на которой нетрудно обнаружить нарушения в тепловом потоке, вызванные наличием трещин, пустот и пор в материале или некачественными соединениями в конструкции, закупоркой каналов, предназначенных для циркуляции жидкостей. Если конфигурация детали сложна и требуются особо точные данные, поступают так: на поверхность наносят сажу (это — экран), а поверх нее — тонкий слой жидкого кристалла. Такая методика позволяет замечать разницу температур в тысячные доли градуса, причем между точками, находящимися друг от друга на расстоянии гораздо меньшем миллиметра. Подобный прием используется также для выявления распределения температур в радиосхемах, когда надо найти место пробоя или короткого замыкания.

Превращение тепловых полей в красочную картину — лишь одно из многих замечательных свойств кристаллических жидкостей. Вот пленка, которая только что лежала на моей ладони, отмечая радужными переливами ее температуру. Ее, давно угасшую, черную, забыли на краешке стола. Я беру металлический стержень и, слегка нажимая, медленно провожу им по глянцевой поверхности. Стержень холодный, но за ним почему-то тянется, тут же исчезая, коричневый след. А если нажать посильнее? След становится красным. Еще сильнее — зеленоватым.

Что это?

Жидкий кристалл реагирует на давление. В зависимости от силы воздействия меняется и цвет. Это свойство анизотропных жидкостей используется для создания механических датчиков. Специально подбирая состав жидкого кристалла, можно добиться весьма высокой чувствительности к давлению — до 2–6 граммов на квадратный сантиметр. Более того, эти вещества, нанесенные на предметы, замечают колебания, сигнализируя переменой цвета. Они делают видимой вибрацию деталей, распространение по поверхности тел ультразвуковых волн и обычного звука. Исследования последнего времени показали, что уже существующие жидкие кристаллы реагируют на акустическое воздействие в интервале частот от нескольких герц до нескольких мегагерц. Нет сомнения, что синтез новых веществ позволит еще более расширить звуковой диапазон, который можно сделать видимым.

…В почте, пришедшей в Институт кристаллографии АН СССР, письмо работников Московской водопроводной станции. Они просят ученых разработать прибор, который будет следить за запахом водопроводной воды и «поднимать тревогу» при отклонениях от нормы.

— Разве и такой прибор возможен? — спрашиваю Игоря Григорьевича Чистякова.

— Конечно. Вот свежие научные данные: жидкие кристаллы «чувствуют» ничтожные — одна часть на миллион — примеси различных паров и газов к воздуху и воде. Следовательно, создание чутких газоанализаторов — вопрос технический: просто надо взять и сделать. Ну, конечно, потребуются люди, некоторые материалы, время. Но научной проблемы здесь уже нет.

Сейчас из сферы научных поисков в сферу конструирования и широкого изготовления начинают переходить дешевые и удобные устройства, необходимые в электротехнике, оптике, электронике. Основаны они на способности некоторых жидких кристаллов очень энергично откликаться на действие слабых магнитных и электрических полей. Это световые табло, загорающиеся при небольшом напряжении и потребляющие ничтожно малую электрическую энергию. Это оптические затворы, управляемые светофильтры, автомобильные и оконные стекла с изменяющейся, по желанию владельца, прозрачностью. Это плоские, как книга, телевизоры. Коротко говоря, круг задач, который может быть решен с помощью жидкокристаллических устройств, практически охватывает все основные задачи информационной техники — получение, хранение, передачу и воспроизведение информации.

Что же это за чудо — жидкие кристаллы, каким образом им удается реагировать на столь разнообразные воздействия?

Этот вопрос волнует ученых. Но на него пока нет однозначного и четкого ответа. Несмотря на солидный возраст, наука, изучающая анизотропные жидкости, пребывает в младенчестве. Хотя к сегодняшнему дню выявлено множество фантастических свойств этих веществ, хотя уже обозначились разнообразнейшие области их применения, разработанной теории жидких кристаллов еще не существует. Все, чего достигла наука — а достигла она немалого, — сделано в значительной мере эмпирически.

Сейчас разработано несколько гипотез, объясняющих процессы, происходящие в жидких кристаллах. Сущность этих гипотез можно изложить (в самом приближенном виде) следующим образом.

В жидкокристаллическом состоянии могут находиться вещества, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. Это жироподобные вещества, водные растворы мыл и даже скопления некоторых вирусов.

Внутреннее строение, структура кристаллических жидкостей разных типов различна. У одних палочки-молекулы смотрят лишь в одну, строго определенную сторону, но вращаться вокруг своей оси и перемещаться относительно друг друга могут сравнительно свободно. У других молекулы прочно закреплены концами, как ворсинки в ковре. Несколько ковров, сложенных один на другой, и есть подобие слоя жидкого кристалла такого типа. Двигаться молекулы могут лишь коллективно — как в том случае, когда из стопы вытаскивают один из ковров.

И наконец, третий тип. Это именно те вещества, о которых говорилось выше, — холестерические. Их молекулы, напоминающие продолговатые пластинки, расположены параллельно друг другу, словно листы в стопке бумаги. Перемещаться молекулы могут либо поступательно, просто скользя друг по другу, либо вращаясь — закручиваясь и образуя спиральную структуру.

Стопка молекул-пластинок, винтообразно закрученная, — это, предполагают ученые, и есть тот главный механизм, который изменяет цвет пленки. Дело в том, что витки молекулярной спирали способны разлагать, подобно призме, белый свет и отражать лишь строго определенные его составляющие, — скажем, красный, зеленый или синий. Но спираль очень неустойчива, подвижна: и едва заметные изменения температуры, электрического и магнитного полей, и ничтожные примеси посторонних веществ, и механические воздействия — все может либо сильнее закрутить молекулярные слои относительно друг друга, либо ослабить закрутку. А от этого мгновенно меняются отражательные способности витков и, следовательно, изменяется видимый нами цвет пленки.

В анизотропных жидкостях другого типа действует иная механика. Скажем, физические нагрузки, деформация жидкокристаллической пленки приводит к нарушению четкого молекулярного строя, а значит, и к изменению оптических свойств вещества (например, его прозрачности). К такому же конечному результату приводит и воздействие электрического, магнитного полей. Но глубинный процесс здесь иной: электромагнитные силы заставляют двигаться ионы примесей, всегда содержащиеся в жидкокристаллическом веществе. Это движение нарушает ориентацию молекул, они начинают «роиться», образуя множество мельчайших шаров, конусов, блоков неопределенной формы, на границе которых и происходит рассеяние света: препарат становится мутным.

Так ли это на самом деле или нет, верны ли эти гипотезы о структуре жидких кристаллов и процессах, происходящих в них, покажет будущее. Но и сейчас, пребывая в полумраке нового, неизученного и необжитого мира, ученые успели заметить, какие далекие перспективы открываются здесь.

Математика… Наука древняя и всегда юная. Предельно ясная, конкретная и невообразимо абстрактная. Могущественная, властно вторгающаяся во все области человеческой деятельности и так воспарившая в отвлеченность.

Еще античные ученые и философы-идеалисты, последователи Пифагора, открывшие «непостижимые уму» иррациональные числа, обожествляли эту науку. Чрезвычайная сложность многих ее разделов, широта применимости ее законов, математические «чудеса», с которыми издавна встречались ученые, — все это не раз и впоследствии приводило к тому, что между словами «математическое» и «божественное» ставился знак равенства.

Но если поднимали на недосягаемую высоту математику прошлого, то куда бы следовало поместить математику наших дней? Выше самого всевышнего? И вот что интересно. Как вели бы себя великий Пифагор и его последователи — пифагорейцы, если бы их пригласили в одну из современных лабораторий, занимающихся какой-либо новой отраслью математики? Неужто преклоняли бы колени чуть ли не у каждого стола, у каждой вычислительной машины?

Впрочем, и нам, свидетелям зарождения новых направлений этой науки, многие математические разработки кажутся тайной за семью печатями. Лет десять — двенадцать тому назад, когда Ленинградский вычислительный центр Академии наук СССР только еще, как говорится, становился на ноги, сюда приходили многие инженеры и ученые, чтобы просто посмотреть, чем занимаются здесь математики. Правда, к праздному любопытству примешивалась и благородная цель: нельзя ли, дескать, впрячь «новую» математику в свои собственные производственные или научные дела? И нередко оказывалось, что можно. Но выяснилось это не сразу, сотрудникам лабораторий Вычислительного центра приходилось тратить немало времени, чтобы растолковать гостям, чем они занимаются.

Это и понятно. Представьте, что вы подходите к двери со странной табличкой: «Лаборатория теории игр и исследования операций». Вам говорят, что руководитель лаборатории Николай Николаевич Воробьев недавно защитил диссертацию и является единственным (в то время) доктором наук по данной специальности в нашей стране. Вы открываете дверь и встречаетесь взглядом с тигром, готовым прыгнуть на вас из рамы на стене.

Из-за канцелярского стола поднимается человек с веселым и добрым лицом и, оглядываясь на властелина джунглей, объясняет:

— Это эмблема нашей лаборатории. Видите ли, любая игра — это столкновение противоположных намерений, борьба. Так что теория игр — это теория борьбы: борьбы за шахматной доской, на ринге и футбольном поле, борьбы человека с природой, с преступностью в человеческом обществе, борьбы между государствами. С этим направлением исследований тесно связано другое— исследование операций. Операции мы осуществляем или сталкиваемся с ними ежедневно…

Человеку, далекому от прикладной математики, Николай Николаевич даже рассказывал свою «научную биографию». Причем начинал он издалека, с самого детства — так можно было незаметно ввести гостя в круг специальных проблем и не отпугнуть «заумью».

— Когда я был еще совсем маленьким, — говорил Воробьев с улыбкой, — то часто гулял с бабушкой и развлекался тем, что следил за трамваями. Особенно занимала меня ситуация, когда трамвай подъезжал к остановке, а предыдущий еще не успевал отойти. Тогда задний останавливался, и получалась очередь. Иногда в очереди оказывалось три трамвая, а то и четыре. Причем очереди образовывались сами собой, просто так, случайно. Так же случайно они и рассасывались.

Потом мы с бабушкой заходили в булочную, и нам обычно приходилось постоять в очереди. Бабушка говорила, что в булочной всегда надо стоять четверть часа. И пока мы стояли, я размышлял над этими ее словами. Ведь мы ничем не лучше и не хуже других. Значит, все остальные тоже стоят за хлебом четверть часа. Но ведь тогда все очень просто! Чтобы не было очереди, каждый должен приходить в булочную на четверть часа позже.

Однако мне тут же приходила другая мысль: ведь если все придут в булочную на четверть часа позже, то получится точно такая же очередь… Я запутывался в этих противоречиях, чувствовал, что здесь есть какая-то тайна, и сокрушался о невозможности в нее проникнуть. Я, конечно, тогда не подозревал, что математики уже разрабатывают похожие вопросы и что со временем разовьются «теория очередей», «теория расписаний», «теория уличного движения». Тем более не мог я предполагать, что занятия этими теориями будут в какой-то мере входить в мои служебные обязанности математика. Но что не входит в круг деятельности математика? Вот вам пример.

На одном из предприятий выплачивались премии за экономию материалов при раскрое. Руководство предприятия однажды пригласило математиков: помогите экономно раскроить материал. Ученые посмотрели, подумали, подсчитали и выдали рекомендации, по которым отходы снизились до крайнего предела. Казалось бы, все хорошо. Но вот ведь что получилось: был утрачен принцип материальной заинтересованности рабочих. Теперь они не могли получать премию за экономию. Как же быть? Снова позвали математиков. Они изучили производство и сказали, какой принцип для данного предприятия можно положить в основу премиальной системы. Например, принцип соблюдения технологической дисциплины.

Можно привести еще сотни примеров, когда исследование операций могло бы принести большую пользу: перспективное точное планирование подготовки кадров, особенно специалистов с высшим образованием, составление графиков взаимных поставок предприятий, расстановка рабочей силы, расчет количества магазинов в жилмассивах, организация работы городского транспорта, рекламное дело и т. д. и т. п. Теперь, в век счетных машин, сфера применимости математики безгранична. Но не все это понимают. Руководители некоторых учреждений и предприятий предпочитают работать по старинке: те или иные организационные мероприятия они предпринимают лишь потому, что им кажется, что так будет правильно. Они не хотят понять, что времена интуитивного, волевого («я считаю», «я хочу») принципа принятия решений кончились. Расчет, скрупулезный, точнейший математический расчет, — вот что должно быть принципом и стилем современной работы.

— Был у меня один случай, — продолжал Воробьев. — Помните, я рассказывал о булочной? Так вот, уже теперь, когда я стал математиком, иду однажды по улице и размышляю об очередях. Среди задач этого типа есть простейший вариант, когда у касс скапливается много народу, а продавцы в это время скучают. Или наоборот: у продавцов запарка, у кассиров — пусто. Решить эту математическую задачу (а значит, ликвидировать очереди в магазинах) несложно. Для этого не нужно ни увеличивать штаты, ни тратить средства. Нужно произвести довольно простой расчет и определить наиболее правильное соотношение количества продавцов и кассиров. Именно здесь «узкое место». А в результате каждый покупатель будет экономить минимум полчаса в день…

Однажды иду по улице и вижу вывеску: такой-то торговый отдел. Дай, думаю, зайду, возьму кое-какие цифры и в свободное время посчитаю, помогу людям.

Зашел. Говорю, что я из Вычислительного центра, что нужно то-то для того-то. Гоняли меня из кабинета в кабинет, но данных так и не дали. Приняли меня, видно, за ревизора, который был особенно страшен тем, что пытался проникнуть в торговые тайны с какой-то непонятной стороны. Никто не заинтересовался моим предложением. Ушел ни с чем. А жаль…

Терпеливая пропаганда могущества новых отраслей математики, которую вели ученые, подобные Воробьеву, сделала свое дело. Прошло несколько лет, и Николай Николаевич, всегда занятой, всем нужный, уже восклицал:

— Кто только не ищет помощи у математиков! Экономисты и инженеры, географы и социологи, врачи и лингвисты! Но главное, уже не только просят помощи, сами стараются овладеть математическим аппаратом и математическими методами рассуждений. Отрадное явление!

Раньше считалось, что только представители физико-технических наук нуждаются в математике, да и сама математика рассматривалась, в конечном счете, как приложение к физике и технике. Отголоском этих сравнительно недавних времен остался термин «физико-математические науки» и распространенный предрассудок о близости и чуть ли не о совпадении математики и физики.

На самом деле, если физику можно назвать наукой об определенном круге явлений природы, то математику можно скорее уподобить языку, на котором удобно формулировать и доказывать те или иные положения. Считать, что на этом, математическом, языке невозможно выразить факты, относящиеся к биологии, или психологии, или, например, к искусству, столь же нелепо, как, скажем, предполагать, будто на языке жителей экваториальной Африки нельзя достаточно ярко описать красоты полярных сияний.

Конечно, на первых порах математический язык довольно неуклюже описывал явления биологической или социальной жизни. Но постепенно исчезала робкая неуверенность, расширялся фронт работ, появлялась мощная вычислительная техника. Сейчас уже математика заговорила уверенно, во весь голос, переубеждая неизбежных во всяком новом деле скептиков. Новые математические теории, прекрасные в своей логической завершенности, подкупающие широтой практических приложений, начинают служить биологам, социологам, экономистам.

Теперь, рассказывая о возможностях исследования операций, Н. Н. Воробьев приводит иные примеры:

— Однажды к нам обратилась конструкторская организация: нужно было найти такое расположение элементов на плате, при котором общая длина проводов, соединяющих разные диоды, триоды, сопротивления и т. д., была бы наименьшей. Дело осложнялось тем, что некоторые элементы нужно было соединить друг с другом несколькими проводами.

Задача была довольно необычного типа, решение ее могло быть получено на вычислительной машине лишь после длительной и весьма сложной предварительной подготовки. Некоторое время мы колебались: браться за разработку этого частного, но трудоемкого вопроса или нет? Сомнения разрешились совсем неожиданно. К нам, в Вычислительный центр, зашел инженер, занимающийся на Украине проектированием химических предприятий. Он был озабочен проблемой, как рациональнее разместить цехи химического завода на заданном участке, чтобы общие расходы на коммуникации между цехами (на всевозможные трубопроводы, кабели и другую связь) были минимальными.

Даже нематематику ясно, что это одна и та же задача. Но если ее решение понадобилось дважды, то можно предполагать, что она имеет отнюдь не частное значение. И действительно, как оказалось, подобные вопросы интересовали и градостроителей (как располагать на плане будущего города его энергетические, телефонные, торговые, культурные центры), и технологов (как расставлять в цехах станки).

Мы взялись за эту задачу, и ее решение дает теперь ответы на вопросы специалистов, работающих в самых разных сферах.

Математика постепенно вовлекает в свою орбиту все. Математические методы применяются при диагностике заболеваний, при автоматизации перевода с одного языка на другой и даже дают возможность осуществить перевод с неизвестного языка, как это проделал с группой своих сотрудников академик С. Л. Соболев при расшифровке письменности майя. Своей теорией игр математика подходит к тому, что вообще до последнего времени ускользало от научного анализа и поддавалось только художественным описаниям, — к человеческим отношениям, к конфликтам между людьми. Я уже не говорю о такой «прозе жизни», как экономика, технология и организация производства. В этих областях математика просто и естественно вытесняет интуицию и догадки, так называемые «волевые решения» и пресловутый «здравый смысл», а вместе с ними и многочисленные предрассудки. Пожалуй, наиболее ярким примером этого может служить организация крупномасштабного планирования и проектирования.

Разработку и осуществление всякого проекта можно расчленить на этапы, количество которых иногда доходит до нескольких тысяч. Среди этих этапов будут и научно-поисковые работы, и проектировочные (скажем, надо спроектировать узкоколейную железную дорогу, подвозящую материалы для строительства), и чисто производственные (предположим, построить мост), и информационно-отчетные (систематизировать данные о рельефе местности в районе строительства), и другие.

Каждый из этих этапов требует для своего осуществления времени, и выполнение их должно идти не как попало, а с соблюдением определенного порядка, последовательности. При этом завершение отдельных этапов может быть связано сроками. Каждый этап требует финансирования. Ясно, что, вкладывая больше денег, мы можем расширить фронт работ и скорей завершить определенный этап.

Возникают вопросы: какие «узкие места» будут встречаться в ходе работ? Как следует распределять общие ассигнования на проект по его этапам? Каков тот минимальный срок, за который можно осуществить данный проект при ограниченных капиталовложениях?

Весьма сомнительно, что можно найти такого опытного инженера, который смог бы заранее не только указать все «узкие места», но и оценить степень «узости» каждого из них и предусмотреть резервы для их успешного преодоления. Едва ли можно точно «угадать», сколько средств нужно вложить, чтобы выполнить все работы в кратчайшие сроки.

Современная математика создает методы решения задач такого типа. Конечно, это связано с трудоемкими расчетами и возможно лишь при наличии быстродействующей вычислительной техники. Но зато результаты, как говорится, и стоят того. Например, при решении задачи об очередности разработки карьеров Канско-Ачинского бассейна математики предложили такой вариант, который дал экономию в 40 миллионов рублей в год! На эти деньги можно содержать два десятка математических институтов и вычислительных центров.

Другой пример. Нужно было выбрать оптимальный вариант размещения железорудных баз для снабжения металлургических заводов Южного Урала, Казахстана и Сибири железной рудой (почти в точности — задача размещения элементов на плате!). Применение исследования операций показало, что вариант, полученный традиционными методами, никуда не годится: можно уменьшить капитальные затраты на 32 миллиона рублей! Это, конечно, рекордные результаты. В большинстве случаев математика позволяет добиваться меньшей экономии, но зато таких, сравнительно скромных по результатам, математических работ, ставших обыденными и в проектном, и в инженерном деле, в разных отраслях науки и практики великое множество. И с каждым годом количество удачных вторжений математики в новые области будет возрастать.

В те годы, когда я познакомился с Николаем Николаевичем Воробьевым, первые шаги делала и лаборатория кибернетики Ленинградского вычислительного центра. Одной из работ, которой здесь увлеченно занимались, была… Ну, попросту говоря, математики пытались создать живую ткань, например нервную ткань или ткань сердечной мышцы. Правда, ткани не настоящие, а абстрактные. Точнее, математические модели живых тканей. Их нельзя потрогать рукой, они существуют лишь в «воображении» искусственного мозга — электронно-вычислительной машины. Но тем не менее над ними можно производить различные опыты.

Фундаментом этой работы послужила заманчивая идея, высказанная задолго до того математиками-теоретиками. Весьма грубо, приблизительно ее можно изложить так: если построить систему, состоящую из большого количества одинаковых элементов, совершенно одинаково связанных друг с другом, то такая система, иначе говоря, простейшая ткань, будет способна считать и запоминать поступающие извне сигналы, а также будет надежна в работе.

Эта мысль заинтересовала многих ученых. Как известно, ламповые электронно-вычислительные устройства чрезвычайно сложны. Кроме того, они весьма «нежны»: стоит выйти из строя нескольким лампам, и машина начнет «нести чепуху». А предложенная математиками простейшая система подобна живому мозгу: отмирание нескольких ее «клеток» не сказывается на результатах деятельности всей ткани. Исследования в этой области могли бы привести к созданию удивительных кибернетических устройств, которые при максимальной простоте были бы гибки и надежны в работе.

Но как осуществить такие исследования? Конечно, схему-ткань можно было бы сконструировать. Но это очень дорого и долго: каждую схему пришлось бы собирать из десятков, если не сотен тысяч элементов. И при этом неизвестно, какой будет результат, окупятся ли затраты.

Сотрудники лаборатории кибернетики пошли по другому пути. Вот пачка картонных карточек, испещренных отверстиями. Это запись на языке ЭВМ всех сведений о том, какой должна быть интересующая нас ткань. Перфокарты вводятся в электронно-вычислительную машину, и она запоминает все данные. В «электронном воображении» машины возникает четкое представление о нужной нам ткани. Теперь над этой воображаемой тканью можно производить любые эксперименты. В машину вводятся карточки с записью условий опыта. Неважно, что ткани нет на самом деле, что ничем реальным ее не прокалывают, не рвут, не режут, что она существует лишь в «воображении», в «мечтах» электронного мозга. Эти «мечты» столь точны, что нет принципиальной разницы между опытами наяву и в математической абстракции. О результатах эксперимента машина рассказывает языком цифр, напечатанных на ленте.

Исследования во многом подтвердили теоретические положения. Система (ткань) действительно могла запоминать, считать и быстро восстанавливала свою работоспособность, если какие-то «точки», элементы, под внешним воздействием «умирали» — выходили из строя. Но этого мало. После одного эксперимента математики заметили, что в определенных условиях ткань вдруг «оживала» и начинала пульсировать так, как пульсирует сердце лягушки.

Новые эксперименты, новые расчеты… И вот уже в руках ученых пачка перфокарт — создана математическая модель сердечной мышцы. Теперь в любой момент в электронном мозгу машины можно вызвать «представление» о сердце и ставить на этом воображаемом «сердце» опыты, соответствующие медицинским. И вот что особенно интересно: эти опыты дали результаты, аналогичные тем, какие получают физиологи при обычных экспериментах на настоящем сердце.

Работами математиков заинтересовались физиологи. Почему? Во-первых, потому, что на воображаемой сердечной или мозговой ткани можно ставить такие опыты, которые не поставишь на реальных органах. Во-вторых, потому, что параллельные эксперименты на живом органе и на созданном в теории помогут внести ясность в спорные вопросы физиологии, помогут лучше понять, как возникают и развиваются некоторые тяжелые заболевания сердца и мозга.

Прошло не так много времени с того дня, когда в Ленинградском вычислительном центре я пытался уразуметь, как это можно создавать нечто (а тем более живую ткань) из ничего, да еще производить над этой абстракцией какие-то — абстрактные же! — опыты. И вот я в Институте катализа Сибирского отделения Академии наук СССР. Царство тонких и сложных превращений вещества. Здесь властвует химия.

— Не только химия, — говорят мне хозяева. — У нас не меньшими правами располагает и математика. Впрочем, давайте зайдем сюда.

Подходим к приоткрытой двери, из-за которой слышны команды:

— Уменьшить концентрацию спирта! Хорошо… Сейчас подогрейте газ. Еще немного… Готово! А теперь, Володя, будем резко менять режим. Интересно, как поведет себя реактор, если мы…

Судя по всему, идет очередной химический опыт.

Входим. Просторная комната. Но ничего похожего на химическую лабораторию: ни пробирок, ни вытяжных шкафов, ни реакторов. Посредине комнаты стоит аналоговая электронно-вычислительная машина, на стенах — таблицы, схемы. И все.

Около машины — двое. Один — научный сотрудник Юрий Матрос — не отрывает глаз от листа бумаги, на котором самописец вычерчивает кривую. Время от времени он оборачивается к Владимиру Скоморохову, специалисту по аналоговым машинам:

— Давайте-ка, Володя, снизим температуру масла.

Скоморохов слегка поворачивает ручку на пульте.

— Еще немного…

Еще поворот. Самописец потянул кривую вниз…

Десятилетиями в химии складывалась и стала привычной такая практика: после того как в лаборатории получены данные о каком-либо процессе, начинается длительная, многостадийная его проверка и отработка. Сначала эксперименты ставятся на модельных установках, затем на укрупненных, потом на опытных и наконец на опытно-промышленных. Лишь после этого считается возможным приступить к проектированию и строительству промышленного аппарата.

Дело в том, что химические процессы весьма сложны, зависят от многих факторов, в том числе и от размеров аппарата. Иной раз реакция превосходно протекает в модельной установке, но совсем не идет в полупромышленной. И тогда приходится строить новые и новые установки, искать на ощупь благоприятные условия для ведения реакции в производственном масштабе. В итоге путь научной разработки от исследовательской лаборатории до промышленного производства занимает иногда десять — двенадцать лет.

И вот некоторое время назад в этой, казалось бы, непреодолимой стене многостадийной проверки была пробита первая брешь. Химики Г. К. Боресков и М. Г. Слинько предложили создавать контактные аппараты для производства серной кислоты не путем эмпирического поиска, а с помощью математического расчета. Сейчас эти аппараты так и создаются — рассчитываются.

Но еще сильнее стена давних традиций зашаталась, когда были созданы быстродействующие вычислительные машины и математика поднялась на новую ступень развития. Химики не преминули взять на вооружение математические новшества и вскоре доказали, что с помощью абстрактного моделирования химических процессов и аппаратов можно в ряде случаев от лабораторных опытов переходить непосредственно к крупнотоннажному заводскому производству.

Как это делается? Любой химический процесс можно разложить на отдельные «части», его составляющие. Каждый такой «частный» процесс легче изучить в лаборатории отдельно и составить его математическое описание, то есть выразить математическим уравнением, формулой. Полученные данные об отдельных процессах и их взаимном влиянии вводят в виде уравнений в электронно-вычислительную машину — так создается математическая модель химико-технологического процесса. Точно так же можно описать уравнениями и любой реактор, любой аппарат, в котором должны происходить химические превращения.

Результаты, получаемые при детальном изучении математических моделей процессов и реакторов, мало отличаются от тех, которые достигаются при исследовании реально существующих процессов и аппаратов. Но какой колоссальный выигрыш во времени! Когда Ю. Матрос просит снизить температуру масла и В. Скоморохов чуть поворачивает ручку на пульте, они узнают от машины итог эксперимента не через несколько часов, а через десять секунд! Более того: располагая данными, получаемыми путем математического моделирования, можно предсказывать, как пойдет технологический процесс в любых реакторах, даже в тех, которые еще не существуют.

Сегодня уже многие химико-математические абстракции материализуются, сразу превращаясь, минуя стадии вспомогательных исследований, в реальные — железные, стальные, титановые или иные весомые и зримые химические установки и реакторы. Скажем, в Новосибирске, на одном из химических заводов работает аппарат, созданный производственниками и учеными с помощью математического моделирования. С того времени, когда начались лабораторные исследования, и до того, как аппарат стал выдавать промышленную продукцию (безметанольный формальдегид — сырье для производства пластмасс), прошло лишь три года. Причем значительная часть времени ушла на изготовление и монтаж аппарата. По рекомендациям Института катализа спроектирован еще ряд промышленных установок. В основе их создания — та же абстракция.

Огромная перспективность метода математического моделирования несомненна. Но, говорят исследователи, этот метод требует глубокого проникновения в сущность технологических процессов, в их детали. А это пока не всегда удается, и потому не всегда еще бывает возможным с помощью электронно-вычислительных машин заранее, без полузаводских экспериментов предсказывать ход технологических процессов, особенности промышленных аппаратов.

Математика сделала свое дело в химии и готова идти дальше. Остановка за химиками.

Со словом «кибернетика» у большинства людей связано представление об умных и трудолюбивых электронных «существах», которые ведут себя, как живые, и которые могут играть в шахматы, сочинять музыку и стихи, делать массу других сложных дел. Но все кибернетические свершения, о которых мы до сих пор говорили, так мало похожи на это: какая-то абстрактная, умеющая считать ткань, математические модели химических процессов…

Может быть, нам дадут возможность познакомиться с настоящим роботом, например, в Институте кибернетики Академии наук Украинской ССР? Однако ученые этого одного из крупнейших в нашей стране центра кибернетических исследований утверждают, что хотя создание «железных помощников» человека — действительно важная проблема, но есть немало и других задач, которые надо выполнить безотлагательно. Так что трудовые будни киевлян посвящены, дескать, вопросам куда более простым и прозаическим, чем, например, изготовление поэта-автомата.

В отделе автоматизированных систем сбора и обработки данных разговор о кибернетике сразу же повернул в неожиданную сторону. По мнению ученых, ни один из многочисленных «титулов», которые носит наш век (век авиации, полимеров, биологии, космоса, атомной энергии и т. д.), не отражает самой главной, самой существенной и общей черты эпохи. Наше время, безоговорочно считают в отделе, должно называться веком информации. Ведь нет предприятия, которое наряду со своей основной продукцией не вырабатывало бы огромного количества продукции особого рода — информации о технологических процессах, о наличии материалов и запасных частей, о состоянии оборудования.

Конструкторская работа, создание новой техники, геологоразведка и т. д. — все это порождает реки информации. Тепловоз, отправившийся в испытательный рейс, тащит за собой экспресс-лабораторию, приборы которой производят километры осциллограмм. Один час испытательного полета нового самолета «осмысляется» в течение многих месяцев.

В половодье информационных данных захлебываются ученые-экспериментаторы, да и вообще представители почти всех отраслей науки.

По мере расширения производства, совершенствования машин и механизмов, усложнения научных задач реки информации разливаются шире и шире. Все труднее справляться со своими задачами работникам заводоуправления, целой армии расшифровщиков в конструкторских бюро и научных учреждениях. Новое нередко начинает устаревать уже в процессе своего создания.

Помочь человеческому мозгу, механизировать умственный труд, резко повысить его производительность — важнейшая задача времени. И решить эту задачу может кибернетика.

Возможности и достоинства современной кибернетики ученые института решили испробовать в цехах Львовского телевизионного завода. Серийная электронно-вычислительная машина «Минск-22» осуществляет здесь оперативное управление производством. Каждое утро она передает в цехи сменные задания — какие детали нужно сделать, сколько, на каком оборудовании. В конце смены цехи отчитываются перед машиной: сколько сделано, что не выполнено и почему.

Располагая всеми этими данными, электронный мозг сравнивает задачи и возможности предприятия, выявляет узкие места, составляет план-прогноз работы завода на десять ближайших дней и тут же выдает цехам задание на следующую смену. Упорядочение потока внутризаводской информации и быстрая ее переработка привели к резкому сокращению незавершенного производства и к повышению производительности труда в основных цехах на 10 процентов. Причем это не предел. Если бы система внешних связей завода была более совершенной, если бы поставщики своевременно выполняли свои обязательства, кибернетика помогла бы повысить производительность труда еще на 20–30 процентов!

Правда, сотрудники института не считают свою работу законченной: возникли непредвиденные осложнения. Машина, отобрав у руководителей цехов основной инструмент управления — информацию, обезоружила их. Хотя мастер в любой момент может получить у машины ответ на многие вопросы, общая картина о положении дел в цехе у него теперь складывается с трудом. А раз так, мастер чувствует себя растерянно.

Старые, годами создававшиеся привычки сказываются и в другом. Был, например, такой случаи. Машина передала в цех очередное задание. Мастер, просмотрев его, со злорадством («наконец-то этот робот дал маху!») отстучал на телетайпе, что задание невыполнимо: нет таких-то деталей. Не успел он отойти, телетайп ожил: робот «заявил», что детали есть. Мастер снова проверил — нет. Машина стоит на своем. Препирательство явно затягивалось. И тогда робот отбарабанил, что детали в таком-то количестве были произведены накануне в таком-то цехе, а затем проделали такой-то путь и попали наконец именно в данный цех. Дескать, ищите лучше! Стали искать. Выяснилось: кладовщик, зная, что эти детали дефицитные, хорошенько припрятал их…

Взаимоотношения человека с электронным мозгом — область малоизученная. Чтобы быстрей преодолеть возникшие в этой области непредвиденные трудности, математики призвали на помощь специалистов по инженерной психологии. Цель — найти способы «притирки» друг к другу человека и машины. По-видимому, нужны уступки не только со стороны людей, но и со стороны электронно-вычислительной машины: она должна «разговаривать» с ними на привычном им языке, давать достаточно наглядную картину того, что происходит на производственных участках.

Если кибернетика становится инструментом управления предприятиями, то еще более необходима она в научном и техническом творчестве. И дело здесь отнюдь не только в чисто физических трудностях переработки массы экспериментальных данных. Не менее существенно и то, что сегодня экспериментатор, засыпанный им же самим добытыми, но еще не осмысленными сведениями, сплошь и рядом теряет из виду цель и вынужден пробираться вперед ощупью.

Иначе чувствует себя исследователь, если на помощь ему приходит кибернетика. Даже сравнительно беглая (зато быстрая!) обработка новой информации, так называемый экспресс-анализ, позволяет на каждом этапе эксперимента сразу же обнаруживать неожиданное, нащупывать противоречия и ограничения — одним словом, угадывать, где может быть истина и где ее нет почти наверняка. Теперь поиски ученого перестают быть блужданием во тьме — он может двигаться к цели коротким путем.

Именно такая система для экспресс-анализа научных данных, разработанная в киевском Институте кибернетики, была установлена на научно-исследовательском судне «Михаил Ломоносов». Основная масса информационных материалов стала обрабатываться еще во время плавания судна. К тому времени, когда оно возвращается в порт, многие ученые успевают не только составить отчеты, но и написать научные статьи.

Как видим, кибернетика позволяет преодолевать многие трудности, возникающие в результате стремительного развития производства, техники и науки. Но доступно ли это на практике — ведь необходимо огромное количество дорогих электронно-вычислительных машин?

Да, это серьезное препятствие. Однако и здесь на помощь приходит… кибернетика.

Анализ показывает, что строить только большие, универсальные машины вовсе не обязательно. Зачастую гораздо лучше справляются с обычными задачами небольшие специализированные машины. А они намного дешевле.

Далее. Проектирование ЭВМ — творчество: здесь тоже требуются поиски вариантов, их сравнение. А если переложить основное бремя в проектировании электронных машин на плечи самих машин?

Главные исследования в этой области сотрудники украинского института уже завершили. Разработаны три этапа проектирования. На первом определяется круг математических задач, которые придется решать новой машине, а также ее основные характеристики, структура. Делается это примерно так. Составляется математическая модель будущей машины. Она закладывается в большую ЭВМ. И там, в «воображении» электронного мозга, эта еще не существующая машина начинает как бы работать. Ну, а если есть хотя бы воображаемая машина, то с ней можно проводить (опять-таки в «воображении») всяческие опыты — изменять условия ее работы, ее схему. В конце концов после сравнения множества вариантов большая ЭВМ выберет оптимальную структуру будущей машины — объем ее памяти, быстродействие, стоимость. Моделирование — довольно трудоемкое дело, но в институте созданы методы, облегчающие эту работу.

Второй этап — определение характеристик отдельных узлов будущей машины. Третий — проектирование узлов: какие элементы взять и как их соединить. Ученые считают, что большая ЭВМ на этом последнем этапе должна выдавать сведения уже не в виде чисел, а в виде схемы, готового чертежа.

Но можно и не расшифровывать числа, а передать их на специализированную машину, предназначенную для управления электронным и ионным пучками. И тогда с ее помощью автоматически будет сделан вполне готовый блок новой машины…

Здесь надо сделать небольшое отступление. В последние годы стала развиваться элионика — новое направление микроэлектроники. Инструментом в этой технологии служат электронные и ионные лучи. С их помощью на одном крошечном кристалле можно изготовить целый блок, микросхему практически со всеми необходимыми радиодеталями и соединениями.

Для управления этой чрезвычайно тонкой технологией создана особая машина. Это два стола-шкафа, большой плоский экран, клавиши, маленький круглый контрольный экран. Никаких традиционных «задумчиво перемигивающихся лампочек». Даже не верится, что это очень сложный, быстродействующий электронный агрегат.

Так же проста эта машина в работе. Оператор, перелистывая бланки программы, одну за другой нажимает клавиши. И каждый раз большой экран отзывается мягким свечением цифр, элементарных геометрических фигур: команда воспринята. Программа введена вся. Но не ошибся ли оператор? Все ли правильно «поняла» машина? Нажимается кнопка — и на круглом контрольном экране забегал, словно карандаш художника, голубой лучик. Вот обозначились глаз, бровь. Луч побежал вниз — проступили нос, усы, подбородок; зачернил на затылке волосы и смелым, округлым движением очертил известный всем с детства мощный лоб. Ленин!

Оказывается, машине было дано задание выгравировать на стальной пластине портрет Ленина размером в полмиллиметра на полмиллиметра. Как видим на экране, она все «поняла» правильно. Теперь надо нажать на другую кнопку, и она приведет в действие производственную электронно-ионную установку.

Познакомиться с ним мне удалось в одной из ленинградских лабораторий. Правда, нельзя сказать, что наша беседа проходила в духе взаимопонимания. Беседа вообще не состоялась: он даже не ответил на приветствие. Этот робот, как выяснилось, пока неразговорчив. Но зато он согласился поиграть со мной в кубики. Мы с ним сели за покрытый скатертью стол. Впрочем, если быть точным, сел за стол только я. Робот же давно расположился здесь стационарно: блоки его «туловища» покоятся над столом на прочных кронштейнах. Оттуда же, сверху, на меня взирал его голубоватый телевизионный глаз.

Итак, я высыпал на стол кубики и перемешал их. Телеглаз внимательно следил за мной, оценивая обстановку. Вдруг что-то защелкало, и безвольно свисавшая сверху железная лапа зашевелилась. Вот она потянулась к кубикам, помедлила. На ее клешне-схвате зажглись огоньки — включились оптические локаторы, с помощью которых железная лапа может разглядеть предметы вблизи. Еще мгновение — и клешня уверенно двинулась вперед, повернулась вокруг своей оси и схватила один кубик. Отнесла его на свободное пространство стола, тут же вернулась за вторым, аккуратно положила возле первого. Потом водрузила на них третий кубик и замерла. «Дом» почти такой же, какие сооружают воспитанники детских яслей, был готов.

Забарабанил телетайп. На бумажной ленте отпечаталось два слова: «Задание выполнено».

Это был доклад робота оператору.

Затем мне дали деревянные пластинки разных размеров с отверстиями посередине. Я их тоже рассыпал по столу и старательно перемешал, чтобы усложнить задачу. Робот стал терпеливо копаться в этой груде деталей, выбирая сначала наиболее крупные, потом — поменьше и наконец самые маленькие, и нанизывать их на стержень, стоящий на столе. В результате у него получилась довольно аккуратная пирамида…

Удивительное и странное чувство испытываешь, сидя вот так за столом и наблюдая за осмысленными действиями машины… Но, видимо, роботу показалось, что он произвел на гостя недостаточно сильное впечатление. И он решил показать, на что он еще способен. Возле меня появился тонкий стеклянный бокал. Оператор объяснил, что робот будет выполнять задачу, которая называется «налить в бокал воды».

Железная рука принялась за дело. Она осторожно взяла бокал, перенесла его поближе к стоящей на столе бутылке. Протянулась к завинчивающейся пробке, несколько раз легонько сжала клешню, словно ощупывая пробку, и, приноровившись, уверенно ее отвинтила. Положила рядом на стол. Взяла бутылку за горлышко, изловчилась, прицелилась, и не пролив ни капли, наполнила бокал. Бутылку — на место. Пробка завинчена. И вот, вздрагивая, словно от напряжения и усердия, железная лапа ставит бокал с водой возле меня.

И хотя «отцы» робота убеждали меня, что он занимался своими делами по программам, записанным заранее на магнитных лентах его памяти, что он и не «подозревает» о моем присутствии, мне, когда настала пора уходить, все же очень хотелось почтительно попрощаться с ним.

— Бесполезно с ним прощаться, — усмехнулся научный руководитель работ по проблеме создания промышленных роботов профессор Е. И. Юревич. — Робот пока ничего не смыслит в вежливости. Правда, мы все же считаем его умницей, во всяком случае в сравнении с тем, каким он был недавно и какими были его предки…

У этого исследовательского робота, оказывается, довольно большая родословная. Он потомок ряда «умных» машин, родившихся в Ленинграде за последние годы. И если перечислить его предков, это даст представление об общих тенденциях развития и совершенствования роботов в мировой науке и практике.

Самый дальний его предок — робот первого поколения— создан лет десять назад. Он, как и все машины этого класса, мог называться «умным» только в кавычках. Роботы первого поколения работают по жесткой программе. Один из принципов их «обучения делу» заключается в том, что рабочий производит лапой робота нужные трудовые операции. Скажем, снимает с конвейера и укладывает в тару детали. Датчики, имеющиеся в механической руке, во время этих движений передают сигналы в простейшее запоминающее устройство — нечто вроде магнитофона, и они записываются в определенной последовательности. Теперь достаточно включить «магнитофон»: робот придет в движение и точно повторит все те действия, которым его «научил» рабочий.

Робот-манипулятор первого поколения глух и слеп. Область применения таких машин-автоматов весьма ограничена: они могут брать строго ориентированные детали, ставить их на станок или под пресс, снимать после обработки.

Так как ни ученых, ни практиков подобные автоматы во многих случаях не удовлетворяют, ведутся интенсивные работы по созданию более совершенных, «чувствующих» машин. Так родились роботы второго поколения. Они гораздо «умнее» своих предшественников, обладают некоторыми «органами чувств», например, «осязанием» и «зрением» (обычно телевизионным). Эти автоматы уже могут применяться на некоторых видах сборочных операций. Сейчас в нашей стране создаются и отрабатываются образцы «чувствующих» роботов-манипуляторов.

И все же возможности «чувствующих» автоматов тоже весьма невелики. Это подталкивает ученых к созданию автоматов высшего класса — «думающих» машин, роботов-«интеллектуалов». Это уже третье поколение. К нему и принадлежит тот исследовательский робот, с которым мне удалось сыграть в кубики. Его особенность в том, что наряду с усовершенствованной лапой и телевизионным зрением он обладает довольно мощным электронным мозгом, роль которого выполняет электронно-вычислительная машина. Это дает возможность непрерывно совершенствовать «умственные способности» робота и развивать его «трудовые навыки».

Когда-то этот робот мог ощупью находить предметы и переносить их из одной точки в другую. Затем он научился обходить препятствия. Потом на его руке появились оптические локаторы, и теперь, поднося руку к предмету, он может рассмотреть его. Современный робот издалека видит сложившуюся ситуацию на рабочем столе, он заранее строит план своих действий, выбирает наиболее целесообразный маневр.

Упростилась и улучшилась его связь с человеком. Оператор может прямо на экране телевизора указать нужный предмет, и его координаты сразу же передадутся в электронный мозг. Главное, благодаря развитию «умственных способностей» робота, он в более обобщенном виде воспринимает обстановку и может приспосабливаться к изменяющимся условиям, — например, брать предметы неопределенной формы и неориентированные в пространстве, без подсказок оператора обходить препятствия. Ему отдаются по телетайпу только такие, например, команды: «взять предмет», «перенести его в точку А». Робот сам решает, как выполнить ту или иную задачу, и «просит помощи» у человека лишь в случае серьезных затруднений и неожиданностей.

Сейчас ведутся исследования, направленные на дальнейшее усовершенствование этой машины. Конечная цель — максимально повысить профессиональную подготовку роботов.

Область применения роботов широчайшая, возможный экономический эффект — огромен. Они могут выполнять многие неквалифицированные, однообразные и утомительные работы, причем обеспечивать очень высокую производительность труда. Следовательно, придя в заводские цеха, роботы высвободят громадную армию рабочих. «Умная» машина не утомляется, не требует того комфорта, который необходим человеку. Поэтому ее использование открывает возможности создания принципиально новых технологических процессов, например, для выпуска сверхминиатюрных изделий. Дело в том, что при определенном уровне микроминиатюризации деталей человек уже не может выполнять ряд трудовых операций: чуть заметные движения его пальцев оказываются слишком размашистыми и грубыми. Робот же лишен этих недостатков.

Возникновение комплексных автоматизированных производств, где место людей займут рукоподобные механизмы, дело не столь далекой перспективы. Уже сконструировано первое трудовое семейство промышленных роботов, именуемых автоматическими манипуляторами. Они будут работать коллективно, дополняя действия друг друга. Один автомат — рабочий-станочник. Он станет трудиться у прессов и штампов. Его рука способна поднимать детали весом до пятнадцати килограммов и с большой точностью устанавливать их на станке за время не более пятнадцати секунд. Второй робот — транспортник. Он будет помогать первому: приносить заготовки, забирать детали и передавать их на дальнейшую обработку или укладывать в тару. Эти автоматы станут обслуживать целые линии металлорежущих и других станков.

Исследования, направленные на создание железных «существ» — и первого, и второго, и третьего поколений, — развертываются в нашей стране широким фронтом. Завершается разработка целого ряда конструкций промышленных и исследовательских роботов с гидравлическим, пневматическим и электрическим приводом. Некоторые из них уже находятся в опытной эксплуатации на заводах. По сути дела, создается новая отрасль народного хозяйства — роботостроение.

Предстоит преодолеть немало трудностей научно-технического и организационного, даже психологического характера. Но, несомненно, они будут преодолены. Чтобы приблизить это время, мой знакомый лабораторный робот «учится» строить домики и пирамиды. Пока игрушечные.

— В вузе авиационного профиля занимаются созданием роботов? Это действительно актуально? Но разве есть что-нибудь общее у роботов и самолетов?

Подобные вопросы часто задают специалистам Ленинградского института авиационного приборостроения (ЛИАП). Отвечая на них, ученые вуза говорят, что умные и проворные автоматы действительно необходимы в авиации. Впрочем, простейшие роботы давно уже числятся в штате воздушного флота — достаточно вспомнить устройство, именуемое автопилотом.

Должностей, на которых целесообразно заменить человека машиной, великое множество. Скажем, почему бы роботам-манипуляторам не взять на себя сортировку багажа в аэропортах, погрузку его в самолеты, выполнение трудовых операций у конвейеров и станков на авиационных и других заводах? К сожалению, таких автоматических помощников людей пока очень мало.

Между тем целая рать их готова появиться на свет.

…Дверь с табличкой «Лаборатория роботов», пропустив нас, захлопнулась. В центре помещения, среди стеллажей с приборами, столов, кульманов, блоков электронно-вычислительной машины стоял, настороженно расставив голенастые, чуть согнутые в суставах ноги, огромный дюралевый «паук». Его шестиугольное туловище, начиненное какими-то трубками, шлангами, проводами, приборами (потом мне объяснили, что там — «мозг» паука, его «сердце» и «мышцы», то есть авиационная бортовая вычислительная машина и гидравлический привод), возвышалось едва ли не на метр от пола. За «пауком», у стены, виднелась могучая металлическая рука, поднявшая вверх, словно приветствуя вошедших, свою массивную кисть-клешню.

— Это два наших действующих робота. Но в лабораторных условиях показать все их способности трудно. Придется кое-что вообразить, — говорит заведующий кафедрой вычислительных машин Ленинградского института авиационного приборостроения профессор М. Б. Игнатьев. — Представьте, например, что мы сейчас находимся в одном из цехов завода турбинных лопаток, что здесь не стеллаж с деталями, а нагревательная печь, загруженная этими деталями. Они уже нагрелись до нужной температуры (тысяча и более градусов по Цельсию). Рабочий достает их из печи и опускает в ванну с маслом. Жара, дым. Работа утомительная, трудная. Но, может быть, еще хуже то, что она монотонная, однообразная, неинтересная… Кадров у нас и так не хватает, и найти работника для выполнения подобных операций — большая проблема. Вот мы и создали автомат, который заменит рабочего у печи и масляной ванны. Но сделать такой автомат вовсе нелегко. Оказывается, за этим элементарнейшим действием — взять какой-либо предмет и переложить на другое место — на самом-то деле стоит довольно сложный интеллектуальный процесс. Надо, чтобы автомат, во-первых, увидел и опознал, скажем, ту же турбинную лопатку, во-вторых, определил, как удобнее всего ее взять, в-третьих, подвел точно к этому месту свою руку, затем ощутил соприкосновение с деталью и только после того сжал клешню или, как мы ее называем, схват. Далее идут тоже весьма трудные задачи. Надо осторожно вынуть деталь из печи, не задеть по пути за другое оборудование и препятствия, аккуратно опустить груз в масляную ванну. Обычному автомату все это не под силу. Здесь нужен «думающий» автомат-манипулятор, управляемый электронно-вычислительной машиной, то есть робот. Именно такое устройство создано коллективом кафедры, и в частности, группой конструирования роботов для автоматизации ручных и вспомогательных работ, которой руководит наш главный механик.

Представьте теперь, что вместо рабочего у печи стоит наш робот — механическая рука, — продолжает профессор М. Б. Игнатьев. — В управляющей вычислительной машине заложена программа его действий. Нужно только отдать команду приступить к работе…

Робот зашевелился, протянул клешню-схват в печное отверстие, нащупал раскаленную деталь, взял ее точно посередине, осторожно вынул. Минуя окружающие предметы, перенес к ванне и опустил ее в масло. Вернулся за другой деталью, третьей, четвертой. И так — без устали, без передышки. Его не смущает, если в печи он обнаружит турбинные лопатки другой конфигурации, другого веса. Сведения о возможных изменениях условий труда заложены в «память» робота, то есть в ЭВМ, и он гибко меняет свое поведение, переходит от одного вида деятельности к другому.

Для этого у него есть все возможности. В его клешне расположены четыре фотоглаза, с помощью которых робот «видит» деталь и на расстоянии и в непосредственной близости. Рабочие поверхности клешни-схвата имеют «органы осязания» — тактильные датчики. Суставы «чувствуют» и углы поворота различных элементов руки (всего она имеет восемь степеней свободы), и усилия, которые приходится прилагать гидравлическим «мускулам» во время работы. Чтобы стало ясно, сколь сложна и чувствительна металлическая рука робота, достаточно сказать, что в ЭВМ непрерывно поступают и перерабатываются там сигналы от восьмидесяти разнообразных датчиков.

Но и такого потока информации оказывается мало для робота, для его надежной и безупречной деятельности. Сейчас ученые и конструкторы института хотят одеть металлическую руку особой «кожей», которая, как и человеческая, будет информировать «мозг» о соприкосновении ее с предметами. Это необходимо для безопасности и самого робота, и всего того, что находится вокруг — оборудования, конструкций, людей.

— Робот — объект повышенной опасности, — объясняет инженер-конструктор М. М. Захаров. — Конечно, производственный персонал, который будет иметь дело с роботами, обязательно должен изучить правила техники безопасности, правила поведения и обращения с этими новыми помощниками. Но для большей гарантии надо, чтобы автомат и сам был поосторожнее, чтобы в его поведении была заложена, так сказать, осмотрительность, иначе могут произойти неприятности, как, например, было со мной. Мы тогда только начинали работать с автоматической рукой. Однажды вдруг вышло из строя управление. Мы бросились к руке, чтобы она не повредила себя: хотели остановить ее, придержать. Но робот не понимает ведь (во всяком случае пока), что мы его родители, что мы ему зла не хотим. Рука эта подхватила меня и стукнула о стену — ребра затрещали… Запомнилось мне это происшествие. Ведь сила удара может достигнуть пятисот килограммов!

Механическая рука способна овладеть многими профессиями— сварщика, маляра, пескоструйщика, грузчика. Она может сверлить отверстия, навинчивать гайки, работать на заводских конвейерах.

Но предметом особой гордости специалистов ЛИАПа является «паук» — шестиногая шагающая машина.

Несмотря на то что попытки создать шагающий автомат предпринимаются в течение примерно ста лет — с тех пор как П. Л. Чебышев построил свой стопоходящий механизм, — существенных результатов в этой области пока не достигнуто. Управление подобными машинами настолько сложно, что осуществить его лишь механическим путем невозможно.

Первая проблема, с которой сталкивается конструктор — сколькими «ногами» наделить свое детище. Природа предлагает богатейший выбор вариантов: от многих десятков у членистоногих до двух у человека. Кому подражать? Много ног — это высокая устойчивость, плавность и равномерность хода. Но это и головоломная проблема координации движения каждой опоры, различные другие конструкторские сложности. Может быть, лучше четыре или даже две ноги? Механика такой системы, действительно, гораздо проще. Но зато придется наделять автомат столь же совершенным вестибулярным аппаратом, каким располагают высокоорганизованные животные и человек. А эта задача до недавнего времени была тоже непосильной.

Лишь с появлением развитой вычислительной техники возникла реальная возможность создания настоящих машин-ходоков, которые в будущем, по-видимому, найдут широкое практическое применение. Причем, не является неразрешимой проблемой снабдить робота восемью, шестью, четырьмя или даже двумя ногами — все зависит от мощности вычислительного устройства, которым располагает автомат.

Все лапы шестиногой шагающей машины Шамы, как по-свойски называют ее лиаповцы, усеяны датчиками, так что в «мозг» робота непрерывно поступает информация и о положении ног, и о состоянии грунта. Так как каждый членик ноги имеет свой привод (всего восемнадцать степеней свободы), управляемый электронно-вычислительной машиной с помощью индивидуального выходного канала, то Шама обладает огромной гибкостью в выборе самых разнообразных способов движения, сообразуясь с условиями дороги, состоянием грунта, тяжестью переносимого груза. Она может ходить там, где не пройдет ни колесный, ни гусеничный механизм — по узким, с крутыми поворотами коридорам, заставленным оборудованием цехам, лестницам. Двигаясь по пересеченной местности, через рытвины и поваленные деревья, она меняет «походку», выбирает наиболее целесообразную — переставляет сразу то три ноги (это самый быстрый шаг — шесть километров в час), то две, то одну, приподнимается «на цыпочки», чтобы перенести туловище через острый большой камень, или приседает, чтобы удлинить шаг и уверенно переступить канаву.

Если снабдить лапы автомата специальными зацепами и шипами, он может карабкаться по крутым откосам и склонам. Шаму можно научить и прыгать (для преодоления широких рвов, крупных камней). Отталкиваясь тремя ногами, три другие она будет использовать для маха, что придаст ей дополнительное ускорение. На эти же маховые ноги машине проще всего и приземляться… Конечно же, в момент прыжка привод Шамы должен работать на форсированном режиме. Возможно, потребуются и дополнительные источники энергии — скажем, пороховой двигатель.

Особо надо сказать о «зрении» шагающей машины. Конструкторы решили отказаться от традиционного в подобных системах последних лет телевизионного глаза. Телекамера слишком громоздка, на самофокусировку тратится чрезвычайно много времени (конечно, с точки зрения специалистов, занимающихся современной техникой) — до десяти секунд. Наконец, при использовании телеглаза управляющая машина робота должна обладать огромной «памятью», чтобы надежно ориентироваться в окружающем мире.

Все это мало подходило шестиногому «пауку», который предназначен для передвижения в трудных условиях и, следовательно, вынужден быстро обнаруживать препятствия и опасности и без задержки менять свое поведение. Гораздо более удовлетворяет этим специфическим требованиям лазерный глаз, разработанный в лаборатории систем радиовидения ЛИАПа под руководством профессора А. А. Капустина молодыми специалистами Г. Б. Яцевичем и В. С. Бойковым.

Ощупывая пространство своим узким красным лучом, Шама на расстоянии 10–15 метров различает довольно мелкие детали и практически одновременно измеряет расстояние до них с точностью до пяти миллиметров. На подробное — строка за строкой — изучение кадра (60–90 градусов по горизонтали и 10 градусов по вертикали) уходит около секунды. Но если обстановка позволяет, если не требуется большой тщательности при обзоре местности, то лазер посылает широкий пучок и осматривает пространство еще быстрее. Так продолжается до тех пор, пока его внимание не привлечет новое препятствие. Тогда снова начинается исследование кадра узким лучом.

Возможные сферы использования шестиногого «паука» — переноска легких грузов внутри многоэтажных зданий, обследование сельскохозяйственных и лесных угодий, участие в поисковых геологических экспедициях. Подобные машины, в принципе, могут выполнять задания человека на морском дне, на других планетах, в опасных для людей производственных условиях.

Но шестиногий «паук» Шама и четырехглазая рука — пока не работники, а гости. Гости из будущего. Ученые и инженеры присматриваются к ним, изучают. Исследование лабораторных образцов «умных» машин помогает выяснить «способности» роботов, решить целый ряд теоретических проблем, стоящих перед роботостроением. Недавно в ЛИАПе закончены рабочие чертежи и начато изготовление в металле новой модели руки— базового адаптивного робота. В этом устройстве учтен уже приобретенный опыт, устранены недостатки, замеченные в конструкции руки-предшественницы. Базовый робот спроектирован универсальным, он должен уметь выполнять разнообразные трудовые операции (меняться будут только программа, «глаза» и клешня-схват). В частности, работая на конвейере, он обязан уметь обращаться и с тонкой фарфоровой чашечкой, и с кирпичом, и с чугунной болванкой. Потомки этой универсальной руки в недалеком будущем станут, как надеются ученые, полноправными работниками предприятий.

Но и менее совершенные машины — промышленные роботы, или, как их еще называют, автоматические манипуляторы с программным управлением, — находят широкое применение на современном производстве. В принятых XXV съездом КПСС «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976–1980 годы» предусматривается «организовать серийное производство автоматических манипуляторов с программным управлением, позволяющих механизировать и автоматизировать тяжелые физические и монотонные работы», а также «приступить к промышленному производству приборов и устройств программного управления для автоматических манипуляторов».

В разрабатываемых сегодня проектах заводских цехов важное место отводится применению автоматики, в том числе роботов. Проблемами создания и использования электронных помощников человека сейчас занимаются десятки научных учреждений и предприятий. Среди них немало ленинградских — Политехнический институт, объединения «Кировский завод», «Электросила», ЛОМО, «Позитрон», «Ленинградский Металлический завод», Ленинградское абразивное объединение, заводы «Красный Октябрь», «Арсенал». Особенно большие работы в области создания электронного мозга для роботов выполняются на ЛЭМЗе — Ленинградском электромеханическом заводе. Во Всесоюзном проектно-технологическом институте электротехнической промышленности создан опытный образец робота, предназначенного для штамповки деталей. В Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности сконструирован так называемый копирующий манипулятор. Стальная рука, управляемая оператором, способна брать 400-килограммовый груз, легко и быстро переносить его в узком пространстве на расстояние 2,5 метра или поднимать примерно на столько же (при небольшом переоборудовании машины высота подъема достигает 3,5 метра). Манипулятор может перетаскивать мясные туши в холодильных камерах, нагружать и разгружать вагоны, автофургоны.

— Сегодня мы переживаем переломный период в развитии производства — период роботизации предприятий, — рассказывает профессор М. Б. Игнатьев. — В восьмидесятых годах на наших заводах должны работать десятки тысяч роботов. Этот процесс происходит и в других промышленно развитых странах — США, Англии и особенно Японии. В настоящее время около ста пятидесяти зарубежных фирм выпускают промышленные роботы более двухсот марок.

Хотя «общее умственное развитие» современных, роботов еще чрезвычайно низко, они год от года «умнеют». А будущие поколения «железных людей», которые готовятся прийти на смену нынешним, окажутся, несомненно, такими «сообразительными», что, по-видимому, без особого труда «догадаются» взять на себя выполнение всех наиболее неинтересных видов человеческой деятельности (даже и работу в домашнем хозяйстве).

Конечно, предстоит еще решить немало сложных вопросов. Это, например, разработка надежных «глаз» и «ушей» для роботов, систем общения между ними и человеком. Или вот задача: какой облик должен иметь робот? В Японии считают, что наиболее удобен электронный помощник в виде змеи на ножках. Англичане же отдают предпочтение устройствам, похожим на человека. Не решен еще вопрос о том, каким характером следует наделять роботов: и слишком большая его уступчивость, и упрямство, и медлительность, и чрезмерная подвижность могут раздражать человека, который вынужден будет постоянно с ним общаться на заводе или дома. Видимо, здесь есть над чем подумать и психологам, и социологам.

Передача автоматам-манипуляторам основных видов вспомогательных, конвейерных, погрузо-разгрузочных, домашних работ, а также некоторых целенаправленных трудовых операций в космосе и океане будет означать окончание нынешнего, первого этапа робототехники. Во время второго этапа появятся роботы, обладающие искусственным интеллектом, которых уже без большого преувеличения можно будет называть разумными.

Этот второй этап робототехники подготавливается уже сейчас.

Главная особенность роботов завтрашнего дня состоит в том, что в их памяти обязательно должна содержаться модель внешнего мира, сформированная человеком, либо образованная в результате самостоятельного накопления искусственным интеллектом сведений о реальной внешней среде. Это создает ситуацию, когда робот будет действовать не только по жесткой программе, заложенной в его память, не только по методу проб и ошибок. Он сможет поступать подобно человеку: прежде чем предпринимать какие-либо шаги, — моделировать свою деятельность, планировать ее, учитывая особенности окружающей обстановки и поставленные цели. Это, считают ученые, имеет огромное значение, особенно в условиях, когда на заводах будет трудиться много автоматов-«интеллектуалов» и когда возникнет неизбежная проблема управления их коллективом.

Дело в том, что наиболее эффективно и выгодно использовать роботов на производстве большими группами (по десять — сто в каждой), причем в комплексе с другим современным оборудованием — автоматизированными складами, станками с программным управлением. Общее руководство всеми устройствами можно возложить на одну электронно-вычислительную машину. Но за роботами придется сохранить и определенную самостоятельность — из соображений гибкости в их действиях. И вот здесь возникает множество научных задач. Как они должны строить взаимоотношения друг с другом? Как совместить, с одной стороны, разделение труда между ними, а с другой — способность к взаимопомощи? (Речь идет о том, чтобы они могли совместно передвинуть тяжелый груз, выполнить сложную работу, где необходимо много рук, заменить выбывшего из строя «коллегу», отвести от соседа опасность). А кто должен оперативно руководить коллективом автоматов — робот более высокого ранга, так сказать робот-начальник, или человек?

Эффективно решить эти задачи очень нелегко. И видимо, надо привлечь на помощь «самосознание» робота, то есть способность его построить свою собственную модель (модель своего «Я»), поместить ее в модель внешнего мира, сформированную в его памяти, и проанализировать, как будет выглядеть его будущее «поведение» «в глазах» других членов коллектива автоматов, а также руководителя. Вот если все это будет доступно роботу, если он, прежде чем принимать решение, как ему следует поступить в той или иной ситуации, будет учитывать общественное мнение людей и коллектива роботов, — одним словом, если он будет руководствоваться категориями, близкими (или идентичными) нашим, человеческим категориям морали и нравственности, — неразрешимых проблем во взаимоотношениях «умных» автоматов между собой и с людьми не возникнет.

Задачи этого рода встанут перед учеными в недалеком будущем. Значит, надо к ним готовиться. Но ни инженерная и социальная психология, ни социология, ни кибернетика дать ответы на большинство вопросов, связанных с «поведением» роботов, не в состоянии. Неудивительно: ведь программа, описание поступков «высокоорганизованного» робота, мотивов и стимулов его действий, противоречий, с которыми он столкнется и которые ему надо будет преодолевать, — это целое литературное произведение, точнее говоря, сценарий.

И все же уныния в стане роботостроителей нет. Выход обнаружен в области, весьма далекой от тех наук, которые занимаются созданием и совершенствованием искусственного интеллекта. Нет, ничего готового найти не удалось. Однако, как оказалось, некоторая основа для решения поведенческих проблем в мире роботов все-таки уже имеется. Заложили эту основу литературоведы, филологи.

В конце двадцатых годов известный фольклорист профессор Ленинградского университета В. Я. Пропп издал книгу «Морфология сказки». Сейчас ее внимательнейшим образом штудируют инженеры и математики. Суть в том, что В. Я. Пропп проанализировал огромное количество сказок и выделил типичные элементы поведения персонажей. Он насчитал тридцать один такой функциональный элемент. Из этих тридцати одного «кирпича», как выясняется, построены все сказки мира.

Профессору Проппу удалось сделать в литературоведении нечто подобное тому, что сделал в химии Д. И. Менделеев, создавший периодическую таблицу элементов. Классификация поведенческих элементов — ценнейший материал для разработки «характера», «мировоззрения» и «поведения» «интеллектуальных» роботов.

Но профессор В. Я. Пропп положил лишь начало исследованиям, чрезвычайно важным для современной науки. Их надо развивать применительно к запросам сегодняшнего дня. Поэтому роботостроители заключили с литературоведами, прежде всего Тартуского университета, договоры, надеясь, что получат очень нужные рекомендации и выводы. На наших глазах складывается новая отрасль науки, которую можно назвать — по аналогии с бионикой — артоникой («арт» — значит искусство). Но если бионика помогает находить в природе ответы на сравнительно простые инженерные вопросы, то артоника должна, исследуя искусство, подсказывать техникам решение гораздо более сложных задач — таких, как формализация разумных поведенческих актов.

…Когда я уходил из лаборатории роботов Ленинградского института авиационного приборостроения, металлический «паук» стоял в напряженной, настороженной позе посреди комнаты, казалось, готовый на всех своих шести ногах броситься исполнять первое приказание человека, а автоматическая рука опустила на его дюралевую спину, будто успокаивая, свою тяжелую клешню. Я знал, что сегодня это случайная поза и ничего не значащий жест. Но через несколько лет роботы на самом деле будут не только трудолюбивыми и исполнительными, но и внимательными, чуткими, добрыми по отношению друг к другу и к человеку — этим качествам они начинают учиться у людей.

Невысок волховский берег. Но когда долго стоишь у его кромки, глядя на бесконечную череду седых волн, когда снова и снова окидываешь взглядом голубое и зеленое пространство, а перед тобой встают легенды и были прошлого, вдруг начинает кружиться голова — так глубока, так бездонна здесь русская история. Вон сквозь дымку лет виднеется небольшой, худенький человек, подошедший в задумчивости к берегу Волхова. Это командир Суздальского полка А. В. Суворов. Отсюда, из Новой Ладоги, проляжет дорога к блестящим победам русского военного искусства под Кинбурном и у Рымника, при штурме Измаила и во время Итальянского и Швейцарского походов.

Дальше, в ретроспективе, над другим волховским городом— древней Ладогой — поднялось широкое зарево. Здесь собрались войска, пришедшие из Пскова и Архангельска. Всю ночь горят, отражаясь в густой ночной воде, бесчисленные костры и факелы, не спят ратники. Впереди у них — битва за возвращение России невских берегов и дороги к морю, начало строительства новой русской столицы.

В омуте времен оживают все более давние картины. Вот скользят, покачиваясь на волховских волнах, новгородские ладьи с плотниками и каменщиками. Они направляются к истоку Невы, где на пустынном островке будет поставлен знаменитый впоследствии город Орешек.

Еще флотилия: это артели градодельцев плывут в старинную Корелу, чтобы соорудить там новую крепость.

А вон, далеко, за гранью нашего тысячелетия, появилась на волховских берегах дружина легендарного киевского князя. Знать, и «вещего Олега», только что вернувшегося из победоносного похода на Царьград и заключившего выгодный для Руси договор с греками, привлекли к себе северные волховские дали. Но неладно вышло: «и уклюни его змия в ногу и с того умре, есть могила его в Ладоге».

Век за веком тянутся по Волхову тяжелые груженые суда. Они держат путь из центра Руси в Варяжское море, в немецкие и шведские земли, а оттуда, «из варяг», — назад, к Новгороду, Киеву и дальше: в Черное море, к Царьграду, «в греки». Плывут, плывут по голубой дороге хлеб, сало и сукна, мед, лен и шелка, а вместе с ними появляются сведения о дальних краях и опыт мастеровых людей разных стран…

Давно это было. Опустел великий водный путь. Затих, словно в обиде, седой Волхов: не нужен он стал, забыли его.

Очнулся Волхов после Октября семнадцатого года. Именно с этой временной точки начался отсчет новой истории древней реки. Начался практически с нуля.

В 1918 году у захолустного села Званка закладывается Волховская ГЭС — первенец советского гидроэнергетического строительства. Опыт, накопленный на этой стройке, будет использован на другом конце древнего пути «из варяг в греки» — на Днепре, при сооружении Днепрогэса, а также при создании электростанций на реках всей страны.

Новая история Волхова исчисляется не веками — годами. Но на его берегах уже загораются электрические огни. Превращается в промышленный центр Новая Ладога. У Волховской ГЭС вырастает целый город. Разворачивается новая промышленная стройка: сооружается первый в СССР мощный алюминиевый завод.

Этот разбег в будущее приостановила война. Однако лишь только зажили раны, к седой реке снова отправились изыскатели и проектировщики. И вот уже высится на берегу еще один город, еще одна электростанция, еще завод и еще один.

Чем дальше шагаем мы к горизонту, чем решительнее развиваем производство, чем шире используем достижения науки и техники, чем быстрее меняется окружающий нас мир, тем больше неожиданных проблем возникает на нашем пути.

Далеко не все последствия своей бурной деятельности люди научились своевременно предвидеть и предупреждать. Это, в общем-то, объяснимо. Большинства проблем, с которыми мы сегодня сталкиваемся, раньше не существовало, а если они и давали о себе знать, то их масштабы были такими незначительными, что ими можно было пренебрегать. Человечество не имело опыта и привычки, перед тем как сделать очередной шаг по пути своего технического развития, думать о том, к каким побочным результатам это приведет, прикидывать, велик ли будет ущерб, окупится ли он.

Сегодня подобный опыт мы начали приобретать. Есть даже опыт успешной борьбы с этими побочными результатами. Теперь очередь за тем, чтобы выработать привычку: прежде, чем что-либо сделать, думать о последствиях и способе их предупреждения.

Начнем издалека.

Много лет назад в некоторых странах о благосостоянии владельца отдельного дома или даже целого города судили по количеству дымовых труб. Показатель этот был достаточно точным: лачуги бедняков зачастую не имели очага, а в домах богачей было по нескольку печей и каминов.

Дымовая труба — не менее замечательное изобретение, чем колесо. Она сопутствовала торжественному шествию цивилизации, создавала комфорт в человеческом жилище, выбрасывая дым наружу и обеспечивая приток в дом свежего воздуха. Она помогала многократно увеличивать мощь огня в промышленных топках и, следовательно, получать больше металла, энергии, строительных материалов.

Отблески той славы, которую завоевывал во всех веках и на всех континентах огонь, по праву должны были бы упасть и на трубу. Но люди почему-то так и не стали поклоняться ей. Скромная, она довольствовалась своим положением, впрочем, достаточно заметным.

Давно уже привыкли, что дымовые трубы вздымаются выше самых высоких дворцов, башен и обелисков. Но это ничуть не тешило самолюбия промышленников. Едва ли не каждый новый шаг в развитии производства отмечался сооружением все более грандиозных дымоводов.

Двадцатый век привлек на службу трубе науку. А как же иначе — ведь сегодня приходится сооружать не кирпичные стометровки, а металлические небоскребы высотой в три Исаакиевских собора! Стальные конструкции, недавно выросшие на Углегорской электростанции в Донбассе, образовали четырехгранную призму, которая поддерживает изрыгающее дым жерло на высоте 320 метров. Выше Эйфелевой башни! Но дело не только в высоте. Это весьма сложное инженерное сооружение. По гигантской металлической трубе дым устремляется вверх с ураганной скоростью — 40 метров в секунду. Чтобы сравнительно тонкий металл выдержал такой натиск, ученые придумали поместить эту трубу внутрь второй, более широкой. Это и повысило надежность сооружения.

Стальные исполины высотой от 250 до 300 метров возведены в Подмосковье, Литве, на Урале. А научная и инженерная мысль идет дальше. Ядовитым дымам химических комбинатов, которые быстро превращают в решето стальные трубы, пытаются противопоставить дымоводы из сплавов титана. Еще новшество — труба, пускающая в небо огромные кольца дыма. Они образуются в жерле благодаря вращению мощных пропеллеров.

А вот заинтересовавшее специалистов предложение архитекторов из института «Армгипросельхоз» — «смерчевой дымоход». У этой трубы нет привычных плотных стенок: вверх поднимается металлическая полая спираль, пронизанная множеством отверстий. Когда на земле включают компрессор, струи воздуха, бьющие из этих отверстий, образуют стенки дымохода. Теперь можно открывать заслонки печей или химических агрегатов — дым и газы, попав внутрь спирали, не смогут покинуть ее иначе чем поднявшись к ее вершине. Мало того, по дороге вверх дымовые газы под действием воздушных струй обретут вращательное, вихревое движение — и маленький смерч, вырвавшись из трубы-спирали, штопором ввинтится в атмосферу.

Одним словом, древняя дымовая труба — достойное детище и нашего научно-технического века. И сегодня по количеству труб можно судить о многом — например, об уровне развития того или иного экономического района, о его промышленной мощи. Оглянитесь вокруг. Заводские корпуса, домны, установки химических комбинатов, тепловые и атомные электростанции, тепловозы, тракторы, автомашины… И всюду трубы — дымовые, вентиляционные, выхлопные. Практически каждый цех, каждый химический агрегат, каждый тепловой двигатель имеет трубу, а то и несколько.

Еще недавно эта картина — лес труб, подсвеченные огненным заревом клубы дыма — очень нас вдохновляла. Но в последнее время эти детали современного промышленного пейзажа стали терять свою поэтическую привлекательность. Ведь трубы вовсе не символ красоты. Через их черные жерла в атмосферу изливаются угарный и углекислый газы, окислы азота и серы, аммиак, соединения свинца, зола, сажа, пыль. Практически роль заводской трубы та же, что и сточной канавы, — удалять с территории предприятия отходы производства. Только не в водный бассейн, а в воздушный.

То, что небо над городами и промышленными районами превращается из-за дымящих труб в обыкновенную зловонную свалку, было осознано давно. Еще в 1661 году английский публицист Ивлин выступил с памфлетом против городского дыма и копоти. Но и к тому времени для лондонцев это был, как говорится, вопрос с бородой. Историки докопались, что английский парламент принимал закон, запрещающий жечь уголь в Лондоне, еще в 1273 году, и через три десятка лет после этого один из нарушителей закона был даже казнен. Но времена меняются. Жажда наживы, обуревающая владельцев предприятий, представление об атмосфере как о бездонной пропасти, которая может все поглотить и все стерпеть, в итоге привели к тому, что именно Британские острова стали одним из самых задымленных мест планеты.

О знаменитом английском смоге слышали все. Смог — смесь дыма и тумана — весьма опасное явление, нередко повинное даже в гибели людей. Только зарегистрированные «атмосферные катастрофы» составляют целый список: повышенная смертность во время смога наблюдалась в крупнейших городах Великобритании в 1830, 1892, 1909, 1925, 1941, 1948, 1952, 1954, 1956, 1957, 1962 годах. Особенно известен «туман-убийца» 1952 года, продержавшийся в Лондоне при полном безветрии четыре с половиной дня. За это время количество заболеваний органов дыхания у населения возросло вчетверо, а расстройств сердечно-сосудистой системы — втрое Смог унес около четырех тысяч жизней.

Отравленная дымом атмосфера не раз приносила беду жителям Нью-Йорка. Воздушные бассейны многих зарубежных городов — Лос-Анжелеса, Мехико, Милана — находятся сегодня в состоянии перманентной пред-катастрофы.

Оказывается, голубая бездна, безграничный воздушный океан не может быстро поглотить и развеять все то, что в него ежечасно выбрасывается. А выбрасывается действительно очень много. Только из унесенного ветром цемента можно было бы ежегодно строить несколько городов. Выхлопные трубы автомобилей не отстают от промышленных труб-гигантов: в год из них вылетает (в основном на улицах городов) около двухсот миллионов тонн окиси углерода, сорок миллионов тонн ядовитых углеводородов, двадцать миллионов тонн не менее ядовитой окиси азота. Кроме того, сажа, свинец, канцерогенный бенз(а)пирен… Всего и не перечислить! Достаточно сказать, что ученые уже обнаружили в выхлопных газах около двухсот компонентов. Лишь пять из них — нетоксичны.

Все это разносится ветром на многие километры, отравляет растительность, попадает в почву и водоемы. Некоторые вредные вещества в конце концов оказываются в грунтовых водах и загрязняют их. Дым промышленных районов ФРГ, Великобритании и Бельгии, как точно установлено, переносится воздушными потоками в Восточную Европу. Уже были случаи, когда английская копоть, долетая до Скандинавии, вызывала гибель рыбы в озерах. Шведские ученые, изучая состав дождя и снега, загрязненного заморскими промышленными отходами, выражают опасение, что в недалеком будущем такие случаи могут стать обычными.

Некогда богатая природа Соединенных Штатов Америки, сильно оскудевшая за последние десятилетия, сейчас буквально задыхается в отбросах. Неудивительно: в воздушный и водный бассейны этой страны попадает около половины всех загрязнений, создаваемых промышленностью и сельским хозяйством всего мира.

Проблемы, поставленные «тру бой-благодетельницей», как нельзя лучше иллюстрируют мысль Ф. Энгельса, высказанную в «Диалектике природы»: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых».

Говоря о непредвиденных последствиях деятельности человека, нельзя не сказать и вот о чем. Ряд ученых, изучающих процессы, происходящие в атмосфере, высказывают предположение о том, что в обозримом будущем возможны серьезные изменения климата на всей планете. Широкие исследования этой проблемы проводятся в Ленинграде.

— Уже сегодня, — говорит член-корреспондент Академии наук СССР Михаил Иванович Будыко, — хозяйственная деятельность людей оказывает заметное влияние на погоду и климат промышленных центров. Наблюдения показывают, что в крупных городах температура воздуха на несколько — порой до восьми — градусов выше, чем в сельской местности. Ветры здесь ослабленные, зато чаще ложатся туманы и выпадают осадки.

Еще большие сдвиги наблюдаются в сверхгородах, возникающих в США и некоторых странах Западной Европы. Эти огромные конгломераты промышленных и жилых массивов оказывают мощное воздействие на окружающую среду. Они отчетливо прослеживаются со спутников из космоса как крупные тепловые аномалии. Пока они еще не «греют» планету. Но есть такие расчеты: если сохранятся современные темпы развития энергетики, то уже через столетие на Земле будет выделяться почти столько же тепла, сколько она получает от Солнца.

Другой фактор, который влияет на климат промышленных городов и который может сыграть важную роль в изменении климата Земли, — это пыль, дым, выбрасываемые трубами. В 1970 году на телевизионном изображении, переданном с американского спутника, была отмечена гигантская зона загрязненного воздуха над Европой. Исследования, проведенные над Атлантическим океаном, показали, что с 1910 года по настоящее время количество мелких посторонних частиц в атмосфере Северного полушария возросло примерно вдвое.

Пока полностью не ясно, к каким именно последствиям приведет дальнейшее увеличение запыленности воздуха. Но некоторые специалисты связывают периоды оледенения планеты именно с появлением в атмосфере большого количества пыли (тогда вулканического происхождения).

Наконец, третий, важнейший, фактор влияния на климат — повышение содержания в воздухе углекислого газа — продукта сгорания топлива. Рост количества углекислоты в атмосфере должен привести в ближайшие двадцать пять лет к повышению температуры земной поверхности на 0,5–0,8 градуса. Это только влияние углекислоты, без учета того вклада в нагревание планеты, который обещает развитие энергетики!

Что означают эти доли градуса? В двадцатых — тридцатых годах нашего столетия наблюдалось так называемое потепление Арктики. Температура в Северном полушарии была выше нормы в среднем лишь на несколько десятых градуса. И тем не менее площадь морских льдов сократилась за время «потепления» на десять процентов, в ряде районов участились засухи, изменились речной сток, уровень внутренних морей. Повышение же температуры на три — четыре градуса, видимо, привело бы к тому, что полярные льды полностью растаяли бы за несколько лет.

Таковы факторы, которые могут повлиять на климат планеты и которые изучают сейчас ленинградские ученые. Ближайшая их цель — построить теоретическую модель возможных изменений глобального климата. Подобного рода вековой прогноз мог бы послужить основой для долгосрочного планирования хозяйственной деятельности в разных странах, для внесения коррективов в развитие отраслей и технологии с тем, чтобы предотвратить нежелательные последствия климатических изменений.

Многие западные ученые, с тревогой всматриваясь в пелену заводского и автомобильного чада, видят завтрашний день в очень мрачных тонах. Предотвратить «всемирный смрадный взрыв», утверждают они, можно, лишь прекратив дальнейшее развитие промышленности, для чего прежде всего надо остановить рост численности населения планеты, то есть приглушить взрыв демографический и ликвидировать его последствия.

Советских исследователей тоже волнует будущее природы, хотя в нашей стране воздействие промышленности на атмосферу, воду, почвы, растительный и животный мир значительно меньше, чем в Соединенных Штатах и других индустриально развитых капиталистических странах. Но — и это понятно — наше государство уже сейчас озабочено тем, чтобы остановить нежелательные изменения окружающей среды, сохранить и украсить нашу землю для нынешнего и будущего поколений. И путь к цели не в прекращении развития промышленности, а именно в ее развитии, планомерном и продуманном. Эта мысль всячески подчеркивалась, например, на сессии Верховного Совета СССР 1972 года, всесторонне обсудившей проблемы дальнейшего улучшения охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Советский парламент постановил считать заботу о чистоте атмосферного воздуха и вод, о бережном отношении к земле и ее недрам, к животному и растительному миру одной из важнейших государственных задач. А вскоре Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов», в котором перед министерствами и ведомствами, партийными и советскими органами поставлены, в частности, задачи усиления контроля за проведением работ по сокращению вредных выбросов в воздушный и водный бассейны.

Современная наука и техника в состоянии не только не допустить дальнейшего увеличения загрязнения среды, но и существенно сократить его, даже прекратить вовсе, — это мнение крупнейшего нашего специалиста по борьбе с самыми трудноуловимыми промышленными дымами, туманами и пылью академика Игоря Васильевича Петрянова.

Недавно мне пришлось слышать — жаловался художник. Взялся он писать картину. Все шло хорошо. Во весь холст — современный завод, выразительная архитектура корпусов. Чувствуется размах, мощь. Одна беда: статично все очень. Не ощущается трудового напряжения, ритма. Присмотрелся — и понял, в чем дело: из труб еле сочится дымок. И завод кажется замершим. Пришлось ему «позаимствовать» колоритные облака дыма на другом предприятии. Полотно сразу ожило.

Но когда картина была почти готова, работники завода вдруг напустились на художника:

— Ты что же это такое нарисовал?! Ты хоть раз такую копоть у нас видел? Это не картина — клевета!

Сколько ни говорил им автор о выразительных средствах, о домысле и обобщениях, те твердили свое:

— Мы вон какую газоочистку построили, сколько денег в нее вложили, а ты нас ославить хочешь. Да мы жаловаться на тебя будем.

Обиделся художник и свою картину, кажется, так и не закончил…

Зря, конечно, обиделся. Понять работников завода можно. В СССР не первый год действуют предельные нормы содержания вредных веществ в атмосфере. Они самые жесткие в мире, и за их соблюдением следят санитарные органы, комиссии и комитеты местных Советов, общественные контролеры. В крупных городах страны наблюдения за состоянием воздуха ведут еще и автоматические газоанализаторы, созданные Главной геофизической обсерваторией. На улицах и площадях одного только Ленинграда действуют тридцать таких автоматов. Сейчас разрабатывается централизованная система получения информации о загрязненности воздуха.

Построить газоочистную установку — нелегкая задача для предприятия: требуются большие усилия и затраты. Часто это — сложное сооружение, достигающее внушительных размеров. Например, камера современного мощного электрофильтра имеет до 20 метров в ширину, 25 — в длину и 40 метров в высоту. Стоимость такого устройства, естественно, немалая.

Однако спрос на подобные установки возрастает с каждым годом. Скажем, за последнее время ленинградский филиал института по проектированию газоочистных установок («Гипрогазоочистка») в полтора раза увеличил выпуск проектов. Триста специалистов филиала выдают сейчас на-гора сто пятьдесят проектов ежегодно. А заказов в два-три раза больше.

Рост популярности газоочистных установок объясняется, безусловно, не только тем, что партийные и государственные органы все строже спрашивают с нерадивых. В этой тяге к скрубберам, циклонам, электрофильтрам, газоуловителям, тканевым фильтрам и так далее есть и сугубо производственные, «меркантильные» интересы: очистные сооружения задерживают много ценных продуктов. Например, пыль, собранная установками комбината «Апатит», сразу упаковывается и отправляется потребителю. Ибо пыль эта — высококачественное сырье для получения удобрений.

По данным специалистов, многие газоочистные установки окупаются в течение полугода — двух лет, а на некоторых предприятиях (особенно цветной металлургии) и того быстрее.

Газоочистка привлекает к себе внимание производственников и выгодами иного рода. На Качканарском горнообогатительном комбинате пущено новое производство — окомкования и обжига концентрата железной руды. Сотрудники ленинградского филиала института «Гипрогазоочистка» впервые в подобных условиях предложили применить электрофильтры и циклоны. В результате удалось горячий воздух использовать повторно, а в остывшем (его выбрасывают в трубу) довести количество пыли до установленной нормы. Защита атмосферы — главная цель, и достижение ее — большой успех. Но одновременно комбинат получил немаловажный побочный результат. Газоочистка обеспечила бесперебойную работу дорогостоящих машин, отсасывающих воздух: пылевой поток способен был бы вывести их из строя за несколько дней.

И все же во всех этих случаях вредные вещества — пусть и в меньших количествах — продолжают лететь в трубу. При нерадивости обслуживающего персонала, перебоях в работе газоочистных устройств масштабы выбросов могут резко возрастать. Поэтому ученые, гигиенисты, врачи мечтают о создании беструбных производств с замкнутыми технологическими циклами. В них воздух (или вода) многократно используется и никогда не выбрасывается наружу, а все отходы утилизируются, идут в дело. Для таких заводов трубы не нужны, выбросы вредных газов и пыли принципиально невозможны.

В городе Асбесте введено в строй крупнейшее предприятие по производству асбестового волокна — асбофабрика № 6. Ленинградцы вместе с проектировщиками из свердловского института «Уралмеханобр» создали при корпусе обогащения самую мощную в мире воздухоочистительную систему. Около девяти миллионов кубометров воздуха в час «перерабатывает» эта установка! В ее ста тысячах рукавных фильтрах задерживается ежечасно до ста тонн вредной асбестовой пыли. Вышедшая из установки воздушная река несет в себе механических примесей в пятнадцать — двадцать раз меньше, чем допускается нормами воздухоснабжения метрополитена, и в пять раз меньше, чем в деревенском воздухе. Понятно, что воздух такой чистоты можно направить назад, в производственный корпус. Загрязнившись, он опять попадает на очистку и снова возвращается в цех. Итак, создан замкнутый производственный воздушный цикл.

А как же труба? Ее просто нет. Памяти ее и посвящены эти строки.

Уже несколько лет надежно и с высокими показателями работает на асбофабрике № 6 первое в этой отрасли промышленности беструбное производство. В сравнении с другими вариантами очистки эта система оказалась весьма экономичной: она позволяет сберегать ежегодно около миллиона рублей.

Мечта гигиенистов, ученых начала облекаться в плоть. В стране все больше строится беструбных производств. Так что за этим «некрологом» заводской трубе, видимо, скоро последуют и другие. Наступает время, когда наличие дымовых и выхлопных труб станет показателем технической отсталости предприятия, города, индустриального района.

Когда, настороженно оглядываясь по сторонам — не затаился ли где саблезубый тигр, коренастая, косматая дама выбралась из пещеры с ворохом шкур и побрела к реке, чтобы впервые в истории человеческих племен потереть песком и прополоскать в воде свои мохнатые одежды, началась эра санитарии и гигиены, а может быть, и эра всей нашей цивилизации. С тех пор, следя за чистотой и здоровьем, заботясь о товарном виде готовых изделий, вырабатывая металлы, бумагу и пластмассы, пуская в ход машины и механизмы, мы постоянно пользуемся водой и, в конечном итоге, сливаем в реки и озера грязь, нечистоты, посторонние вещества, которые мешают нам жить и делать свое дело.

Привычка использовать природные водоемы в качестве сточной канавы так укоренилась за многие века, стала столь естественной, что, когда появились первые сведения о гибели рыбы, об опасности пользоваться озерной и речной водой для питьевых целей, это произвело несколько ошеломляющее впечатление. В самом деле, как же так? Всегда лили в реку и всегда пили из нее, а теперь нельзя?

Этому трудно было поверить. И не хотелось верить. А многим владельцам промышленных предприятий Запада было просто невыгодно верить: если не сливать сточные воды в реку — по миру пойдешь.

И предостережения ученых были поставлены под сомнение, от них постарались отмахнуться — забыть, не слышать, не думать.

Итоги таковы. Во многих реках курортной Швейцарии, загрязненных промышленными и бытовыми стоками, купаться запрещено — это опасно для здоровья и жизни. Женевское озеро умирает. Красавец Рейн, который поит 20 миллионов человек, стал самой грязной рекой Западной Европы: ежегодно в его воды сбрасывается 24 миллиона тонн отходов промышленного производства. Дунай в пределах Австрии время от времени, не справившись с ядовитыми стоками, превращается в биологически мертвый водоем. В Англии сильно загрязнены почти все реки, и 90 процентов населения пользуется водой сомнительного качества. На реке Потомак, у Вашингтона, запрещено кататься на водных лыжах: в брызгах слишком много болезнетворных бактерий. В воде, взятой из Миссисипи ниже города Сент-Луиса, даже при разбавлении ее в десять раз, рыба погибает в течение минуты, а при разбавлении в 100 раз — через сутки. На берегах этой великой реки установлены щиты, запрещающие не только купаться, но и устраивать поблизости пикники — во избежание распространения тифа, гепатита, желудочных и кишечных расстройств и заболевания крови.

В последние годы некоторые капиталистические страны стали предпринимать попытки остановить процесс отравления среды. Расходы, например, Соединенных Штатов на эти цели перевалили за три миллиарда долларов в год. Однако добиться заметных перемен весьма трудно. Даже при наличии хороших очистных сооружений промышленные предприятия все равно сбрасывают в водоемы вещества, вызывающие бурное размножение водорослей, что в конце концов неминуемо приводит к изъятию из воды кислорода, гибели рыбы, отравлению рек и озер разлагающейся органикой.

В Советском Союзе ситуация не столь тревожна: мы раньше других обеспокоились происходящим. Партийная линия на сохранение и умножение природных богатств страны обеспечила принятие целого ряда государственных законодательных актов в защиту водных бассейнов. В борьбу за чистоту рек и озер включились местные Советы и общественные организации. Да и вообще задача у нас легче. Нам надо призывать к порядку лишь производственных и технологических нерях, нерадивых хозяйственников, причиняющих ущерб народу и государству, а не собственников предприятий, для которых борьба за чистоту стоков — это враждебный акт против них, это потеря прибылей и, следовательно, потеря всякого смысла продолжать вести производство.

Обнадеживающих фактов, характеризующих перемены в состоянии водоемов нашей страны, много. Чтоб не вдаваться в подробности, приведу лишь две цифры. Несмотря на быстрый рост промышленности, а следовательно, и количества отходов, доля очищаемых сточных вод за последние семь лет увеличилась с 43 до 65 процентов.

И все же оснований для полного благодушества нет. Во-первых, 35 процентов стоков у нас все-таки очистке не подвергается. Во-вторых, реки, как и промышленность и население, распределены в Советском Союзе неравномерно. В европейской части страны сосредоточено около 80 процентов населения и около 80 процентов всего производства, рек же сравнительно немного — на каждого жителя приходится около трех тысяч кубических метров речного стока в год, что значительно меньше, чем в США, Китае и многих других странах. Ясно, что рекам европейской части, исполняющим роль канализационных каналов, трудно справляться с высокой нагрузкой. В-третьих, даже хорошо очищенные стоки приводят к серьезным сдвигам в водной среде. И наконец, в-четвертых, наша быстро развивающаяся промышленность, все более усложняющееся производство сами нуждаются в чистых реках, сплошь и рядом не могут потреблять загрязненную — промышленностью же! — воду.

Ф. Энгельс заметил: «Первая потребность паровой машины и главная потребность почти всех отраслей крупной промышленности — это наличие сравнительно чистой воды». Сегодня значение чистой (а иногда и особо чистой!) воды для индустрии резко возросло, а возможность найти ее в природе многократно сократилась. Особенно тягостно это обстоятельство для химических предприятий, которые, нуждаясь порой в очень чистой воде, вносят весьма заметный «вклад» в промышленное загрязнение водоемов. Можно проследить некоторую общую парадоксальную закономерность: чем интенсивнее какое-либо предприятие губит реки и озера, тем больше само нуждается в воде. Это относится и к текстильной, и к металлургической, и к нефтеперерабатывающей, и к целлюлозно-бумажной промышленности, и к ответвлению последней — гидролизно-дрожжевому производству.

Крупнейшие специалисты видят выход не столько в наращивании мощностей очистных сооружений, сколько в переходе к бессточным производствам, в использовании замкнутых водных циклов. Но чтобы идти по этому пути, надо перестраивать технологию. Решить эту задачу легче всего (и зачастую без заметного увеличения затрат) на стадии проектирования новых фабрик, заводов и комбинатов. Одним из наиболее ярких примеров именно такого подхода к важнейшей проблеме современности является работа, выполненная специалистами Всесоюзного научно-производственного и проектно-конструкторского объединения «Микробиопром».

Мы уже говорили о том, что в нашей стране взят курс на строительство крупных заводов для производства кормовых дрожжей. Если еще недавно завод мощностью 14 тысяч тонн дрожжей считался гигантом (и действительно более мощных заводов в мире не было), то в сравнении с новыми заводами он кажется карликом.

Такой прыжок в мощностях поставил множество трудностей и проблем. И одной из самых сложных была проблема воды. Это чудо микромира — древние мудрые дрожжи, на скудной пище быстро синтезирующие большое количество ценных веществ, оказались такими «водохлебами», что грозили растранжирить все наши водные ресурсы.

Дело в следующем. Некоторые из новых гидролизно-дрожжевых заводов должны выпускать в год по 100 тысяч тонн дрожжей. Такой завод будет ежегодно перерабатывать 1 300 000 кубометров древесины. Это означает, если учитывать практику и нормы старой технологии, что предприятие должно потреблять около 20 тысяч кубометров чистой воды в час и сбрасывать в канализацию огромное количество органических отходов. Утолить жажду подобного производства в условиях растущего водного дефицита вовсе не просто. А куда девать отходы? Конечно, можно было применить традиционную очистку стоков. Но, во-первых, очистные сооружения стоили бы дороже основного производства. А во-вторых, и после очистки в сточных водах еще оставалось бы около 5 процентов вредных веществ. При гигантских масштабах производства этого вполне достаточно, чтобы отравить реку средней величины, даже если не принимать в расчет те «безвредные» вещества, которые вызовут бурное размножение водорослей.

Ясно было, что применять старую технологию при современной, резко возросшей требовательности к предприятиям, загрязняющим водоемы, почву и воздушный бассейн, стало невозможно. Поэтому специалисты попытались многократно использовать воду, циркулирующую в установках.

Исследования ученых, многочисленные эксперименты показали, что такой подход вполне реален. Сотрудники института «Гипробиосинтез», ВНИИ гидролиза растительных материалов и харьковского НИИхиммаша создали новую технологию утилизации отходов и оригинальную установку, с успехом выдержавшую испытания на опытном стенде Ленинградского гидролизного завода. Теперь последрожжевая бражка — основной отход производства — идет для приготовления известкового молока, раствора питательных солей, в котором выращивают дрожжи, и для других целей.

Схема рационального внутреннего водооборота сразу же дала ощутимый результат. Потребность предприятия в свежей воде сократилась более чем в десять раз. Появилась возможность сооружать дрожжевые заводы там, где есть древесное сырье, но ограничены водные ресурсы.

Однако включить в замкнутый цикл все количество последрожжевой бражки на первом этапе работы не удалось: 55 процентов ее оставалось неиспользованной. А что такое эти 55 процентов? Это почти столько же органики, сколько ее содержится в канализационных стоках крупного города.

Выход был один: остатки бражки упаривать. Специалисты разработали проект экономичной станции, способной превращать в пар 125 тонн воды в час. Такие установки полностью обеспечивают работу дрожжевого завода. Пар при этом используется при производстве фурфурола — ценного продукта, а сконденсированная вода снова направляется в технологические установки.

А что делать с сухим остатком, образующимся при упаривании? Сначала предполагалось его сжигать. Началось даже конструирование специальных топок. Но это решение вызвало много возражений. С одной стороны, в сухом остатке много ценных азотистых и фосфорных соединений, а с другой, — сжигая эти вещества, предприятие будет загрязнять атмосферу.

Решить проблему помогли ученые Астраханского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Они доказали, что сухой остаток может быть с успехом использован в качестве удобрения.

До сих пор очистка стоков была операцией, призванной лишь ликвидировать вредные для природы последствия производства, этакой внетехнологической надстройкой, в бесперебойной работе которой само предприятие, как правило, не было заинтересовано. Теперь же очистка становится одним из обязательных технологических процессов, совершенно необходимых для выпуска основной продукции.

Новые специализированные дрожжевые гиганты работают практически без отходов. Почти все материалы, поступающие на предприятие, идут в дело, становятся полезным продуктом. Отказ от сложных и дорогостоящих очистных сооружений позволит снизить стоимость строительства новых заводов на сотни тысяч рублей. А ведь к этому надо добавить выигрыш от того, что природе не наносится ущерб.

«Земля — корабль», — сказал поэт. «Космический корабль», — уточняет Тур Хейердал и пишет в своей книге «Уязвимое море»: «Жизненный цикл, экосистема космического корабля „Земля“ являет собой максимальное приближение к вершине изобретательской деятельности — вечному двигателю». Но, говорит далее известный путешественник, «космический корабль без выхлопной трубы. Мы начинаем понимать: нет такой высокой трубы, которая извергала бы зачумленный нами воздух в космос, нет такой канализации, которая вынесла бы наши отбросы за пределы Мирового океана».

Все остается на Земле. Чистоту и, следовательно, жизнь на этом космическом корабле в его долгом путешествии во Вселенной поддерживает гигантский встроенный фильтр — океан, миллионы лет поглощающий и перерабатывающий всевозможные загрязнения и отходы.

Сейчас, похоже, фильтр стал забиваться. А может, не хватает «проектной мощности»? Так или иначе, но он не справляется со своими обязанностями. Хейердал рассказывает, что в 1947 году, когда плот «Кон-Тики» за 101 сутки прошел около восьми тысяч километров в Тихом океане, экипаж на всем пути не видел никаких следов человеческой деятельности. Воды были чисты и прозрачны. В 1969 году папирусная лодка «Ра», пересекая Атлантический океан, целыми днями дрейфовала среди пластиковых сосудов, изделий из нейлона, пустых бутылок и консервных банок. Но особенно бросался в глаза мазут. Годом позже «Ра-2», следуя примерно тем же маршрутом, из 57 дней плавания 43 дня находилась в загрязненных мазутом и нефтью участках океана.

Что происходит? Откуда в океане нефть, да еще в таком количестве?

Черные масляные потоки растекаются на многие мили по морской поверхности после гибели танкеров, при промывке их резервуаров, во время аварий на морских и прибрежных нефтепромыслах, при неполадках в работе нефтеперекачивающего оборудования, сбросе из машинных отделений кораблей трюмной воды.

Проблема эта не нова. Утверждают, что еще два с половиной тысячелетия назад древнегреческий историк Геродот упоминал о нефтяных загрязнениях. Начиная с 1754 года известны сообщения об утечке жидкого черного груза с деревянных нефтяных барок в Каспийском море. В связи с угрозой чистоте Волги русские ученые в конце прошлого века стали проводить эксперименты, чтобы выяснить влияние нефти на рыб. В 1922 году Англия, а затем и США приняли законы, запрещающие сливать нефть в прибрежных водах.

В послевоенное время разрабатываются методы спасения груза при авариях танкеров, ликвидации нефтяных пятен на водной поверхности, очистки берегов. В ряде портов СССР действуют станции и устройства, извлекающие «черное золото» из промывочных и трюмных вод, работают нефтеловушки и специальные суда, предназначенные для очистки акваторий.

И все-таки в моря и океаны продолжает попадать, по подсчетам одних специалистов, до десяти, а по мнению других, до пятнадцати миллионов тонн нефти в год. Этого достаточно, чтобы покрыть сплошной пленкой Атлантический и Ледовитый океаны. Но надо еще добавить, что значительная часть (до 1–2 процентов) горючего, используемого двигателями кораблей, автомобилей, тракторов и т. д., полностью не сгорает и в виде разнообразных углеводородов выбрасывается в атмосферу. Оттуда эти вещества вымываются дождями и либо сразу попадают в Мировой океан, либо, оказавшись на суше, отправляются в путешествие по ручьям и рекам и в конце концов все-таки выносятся в моря. Таким образом, общее количество нефтепродуктов, поступающих в водный бассейн Земли, видимо, исчисляется десятками миллионов тонн. (Для сравнения: в 1938 году все страны Западной Европы потребляли 36 миллионов тонн нефти.)

Добыча нефти, в том числе и из морских месторождений, быстро увеличивается и, по данным ООН, за десятилетие 1970–1980 годов почти удвоится, достигнув четырех миллиардов тонн. Несомненно возрастет и загрязнение водных пространств Земли. Как утверждают ученые, нефтепродукты станут грозным фактором, влияющим на жизнь Мирового океана — этого грандиозного, но очень тонко налаженного «производства», которое ежедневно поставляет в атмосферу основную часть кислорода, вырабатываемого на нашей планете, выращивает в три-четыре раза больше зеленой продукции, чем произрастает ее на всех материках, выкармливает огромное количество рыб и других морских животных. Мы пока берем лишь один процент имеющегося в морской кладовой мяса, или одну сотую долю процента живого вещества, создаваемого здесь. Но и это составляет четверть всей той белковой продукции животного происхождения, которую человечество сегодня потребляет.

В чем проявляется влияние нефти на морских обитателей? Сведения об этом, накопленные мировой наукой, разноречивы. Одни исследователи утверждают, например, что нефть, попавшая на оперение уток, гагар, нарушает их теплоизоляцию, ухудшает плавучесть, делает невозможным полет и приводит их к гибели — прежде всего от холода. Достаточно, чтобы на груди птицы появилось жирное пятно диаметром 2–3 сантиметра, — выжить она не сможет. Но по другим сообщениям, почти половина прибрежных уток, убитых охотниками на северо-востоке США, имеет следы нефтяного загрязнения и испорченное оперение, однако по всем признакам эти утки были вполне жизнеспособны.

Есть сведения о том, что нефть является сильным ядом для рыб, и от нее быстро погибают даже караси. Вместе с тем опубликованы данные эксперимента, при котором в мазут погружали форель, любительницу звонкой родниковой воды. После купания в густой жиже ее переносили в чистый водоем, где уже через минуту и она сама, и ее жабры полностью очищались. Никакого вредного действия «мазутной ванны» обнаружить не удалось. Это объясняют тем, что тело рыб, жаберные и ротовые полости покрыты слизью, отталкивающей нефтепродукты. Можно указать и на такой известный факт: нередко рыбы так долго игнорируют присутствие в воде нефти, что мясо их становится несъедобным, оно приобретает стойкий керосиновый запах.

Ученые многих стран установили, что в организмах ряда морских обитателей накапливаются вредные углеводороды, содержащиеся в нефти и ее продуктах. Среди них и канцерогенный, вызывающий рак, бенз(а)пирен. Экстракт подобного вещества, полученный из морских желудей и вспрыснутый мышам, вызвал образование подкожных сарком. Но, с другой стороны, обязательно ли источником углеводородов являются нефтепродукты? Установлено, скажем, что жир морских обитателей после их гибели может превращаться в углеводороды, а затем, по-видимому, он накапливается в теле тех животных, которые питаются этими остатками.

Подобные «разночтения» в науке о влиянии нефти на обитателей вод свидетельствуют не только о том, как сложны и мало изучены проблемы, с которыми столкнулось сейчас человечество, но и о том, что локальные, разрозненные наблюдения и исследования, проводившиеся до недавнего времени, не могут гарантировать надежность выводов.

Сегодня положение меняется. Ученые мира выполняют больше комплексных работ, круг изучаемых проблем расширяется. Укрепляется сотрудничество между научными учреждениями разных стран. Развиваются исследования и в Советском Союзе. Эксперименты над обитателями морей в условиях нефтяного загрязнения и наблюдения в природных условиях ведут специалисты Москвы и Новороссийска, Ленинграда и Мурманска, Украины, Грузии, Азербайджана, Дальнего Востока. Результаты этих работ позволяют лучше понимать порой противоречивые явления в жизни Мирового океана и делать правильные, важные для практики выводы. Скажем, современные расчеты убеждают: нефть поставляет в моря гораздо больше канцерогенов, чем их может образоваться там естественным путем. Следовательно, снять с нее вину никак нельзя.

Или вот проблема планктона — мелких растительных и животных организмов, обитающих в поверхностных слоях моря: они, используя солнечные лучи, вырабатывают главную массу кислорода и органических веществ, ими кормится множество мельчайших животных, которых затем поедают более крупные, а тех — рыбы. Возникает вопрос: не нанесет ли расширяющаяся зона загрязнения вред планктону? Это может сказаться на всей продуктивности моря.

В научной литературе бывали сообщения о том, что даже после катастрофических разливов нефти уловы планктона были обильны. И в связи с этим делался вывод: на планктон загрязнение почти не оказывает влияния. Более того, было замечено, что едва нефть попадает в воду, как микроскопические жители моря — нефтеокисляющие бактерии и простейшие — окружают жирные капельки и принимаются за трапезу. В результате под действием микроорганизмов морской воды, воздуха, солнца нефть через некоторое время исчезает. Происходит самоочищение моря.

— Оптимистичная картина, не правда ли? — невесело усмехается О. Г. Миронов, севастопольский ученый, доктор биологических наук, руководитель отдела морской санитарной гидробиологии Института биологии южных морей. — Исследования нашего института и других научных учреждений подтверждают, что в подобных сведениях всё — правда. Однако не вся правда.

Взять хотя бы самоочищение. Да, оно действительно происходит. Однако интенсивность этого процесса зависит от многих факторов. В частности, морские бактерии хорошо «работают» лишь в теплую пору года. Стоит температуре воды упасть ниже 5—10 градусов, как процесс бактериального разложения нефти почти прекращается. Море уже не в состоянии переработать нефть, она накапливается и приводит к хроническому загрязнению акватории. Особенно это заметно в северных морях, где разлитые нефтяные продукты могут сохраняться десятилетиями.

Впрочем, и при интенсивных процессах самоочищения нефть приносит морю немало бед. Скажем, на ее окисление расходуется много кислорода (для окисления одного литра нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится в 400 000 литров воды), нехватка которого губительно сказывается на жизнедеятельности водных обитателей.

Но и в самых благоприятных условиях микроорганизмы не успевают, как правило, расправиться с масляными пятнами на воде. Часть нефти волны выбрасывают на берег, часть ее оседает на дне. Главное же, что некоторые компоненты нефти растворяются в воде, а этот раствор и содержит ядовитые для жителей моря вещества.

Что касается влияния загрязнений на планктон, то данные новейших исследований таковы. Большинство видов микроскопических водорослей, взятых из разных акваторий, находятся в угнетенном состоянии или погибают при концентрации нефти, которая сегодня встречается во многих гаванях и закрытых участках моря. Попадая же в сильно загрязненную воду, планктон отравляется за несколько часов и даже минут. Однако обнаружены и такие виды водорослей, которые «не обращают внимания» на нефтепродукты в течение многих дней. А один вид в загрязненной воде размножался… в десятки раз интенсивнее, чем в чистой. Но ведь выжившие организмы не могут заменить погибших в кормовых цепях моря! Это непоправимый ущерб.

Лабораторные опыты с зоопланктоном — веслоногими рачками и другими мелкими организмами, которые служат пищей для рыб, — показали, что все они в состоянии долго жить в воде, отравленной нефтепродуктами. Еще более устойчивы рыбы и обитатели дна — ракообразные, моллюски. Чтобы они погибли, нужны более высокие уровни загрязнения, чем те, которые обычны сейчас в морях. Правда, большого оптимизма это не вселяет, так как их личинки весьма чувствительны к нефти.

Еще одна очень важная проблема: каковы отдаленные последствия длительного пребывания обитателей моря в слабых концентрациях нефти? Пока вопрос остается открытым — для получения подобной информации, например, о белуге, необходимо вести наблюдения 250–300 лет, осетра — 150–200 лет, сазана — 50–70 лет. Впрочем, эту трудность можно в определенной мере преодолеть, если проследить, что происходит при медленном отравлении морских обитателей в различных их органах и тканях.

Именно подобные исследования проводятся уже несколько лет в Батуми, в Грузинском отделении Всесоюзного научного института рыбного хозяйства и океанологии.

В лаборатории водной токсикологии в десятках аквариумов, вода в которых приправлена нефтью, неделями и месяцами томятся черноморские рыбы, моллюски мидии, креветки. А потом они отправляются на «операционный стол». И обнаруживается неожиданное. Оказывается, даже сравнительно небольшие концентрации загрязнений (0,1–0,05 миллиграмма нефти на литр воды), которые, как считалось, не причиняют вреда рыбам, на самом деле вызывают изменение состава их крови. При длительном воздействии начинается перерождение печени.

Мидии, испокон веку фильтрующие воду морей и извлекающие из нее самые разнообразные отходы биологического «производства», казалось бы, равнодушны к нефтяной органике. Это подтверждали многочисленные наблюдения. Но стоило заглянуть внутрь организма этого моллюска, и выяснилось: после месячного пребывания в контакте с нефтью (концентрация — 0,5 миллиграмма на литр) у мидий, как и у рыб и креветок, происходят существенные нарушения углеводного обмена.

В особо бедственном положении оказываются развивающиеся организмы. Помещая оплодотворенную икру рыб в воду с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов (0,08—0,04 миллиграмма на литр), экспериментаторы фиксировали существенное учащение сердечных сокращений у зародыша. Вскоре часть икры погибала. А многие из личинок, все-таки вышедших из икры, оказывались уродами: у одних тело было резко изогнуто и не могло распрямиться, у других оно было закручено спиралью, порой в несколько оборотов. Но и тех мальков, которые выглядели здоровыми, ожидала печальная участь: всплывая после выклева, чтобы вдохнуть воздух, они наталкивались на поверхностную нефтяную пленку и, как правило, не выживали.

— Нефть — сильный токсикант, — обобщает результаты опытов заведующий лабораторией кандидат ветеринарных наук Н. Д. Мазманиди. — Мы установили, что клиническая картина отравления ею и нарушений обменных процессов однотипна у представителей разных классов морских животных. Это дает основание предполагать, что нефтепродукты могут оказывать примерно такое же действие и на млекопитающих, если попадут в их организм, например, с пищей. Кроме того, экспериментально подтверждено, что нефть — токсикант комбинированного действия: она влияет на физиологические процессы, вызывает патологические изменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата и нервной системы (следствие — параличи) и, наконец, является своего рода наркотиком для морских обитателей. Замечено, в частности, что животные — это более всего касается рыб, — всегда стремящиеся побыстрее уйти от контакта с нефтью, «хлебнув» маслянистой отравы, уже не могут покинуть токсическую зону.

Весьма интересна и важна проблема накопления канцерогенных углеводородов нефти в морских животных. Есть данные, что водные микроорганизмы могут расщеплять, делать безопасными многие из этих веществ. Но если канцерогены, попав в пищевой тракт, а затем в кровоток, скажем, моллюска, внедряются в жировую ткань, оседают там, то бактерии добраться до них не могут. В результате углеводороды долго сохраняются, накапливаются и, по-видимому, могут передаваться по пищевой цепи моря — от одного организма к другому. К работам в этой области батумские специалисты приступили совместно с учеными Института экспериментальной и клинической онкологии.

Исследования, выполненные в последнее время советскими научными учреждениями, позволяют не только внести ясность во многие вопросы жизни моря, но и определить опасные для различных организмов уровни загрязнений, предельно допустимые концентрации нефтепродуктов в морской воде, что в конечном счете будет способствовать предотвращению нежелательных изменений в жизни Мирового океана.

Актуальность этих работ подтверждают исследования, проводимые учеными Зоологического института Академии наук СССР.

— В течение нескольких лет мы изучаем распределение органического вещества в океанах планеты, — рассказывает руководитель лаборатории морских исследований кандидат биологических наук А. Н. Голиков. — И выяснили такой важный факт: умеренные широты Мирового океана являются в буквальном смысле слова кухней, которая готовит пищу для обитателей огромных водных пространств — практически для всей Арктики и Антарктики. Происходит следующее. Океаны в умеренных широтах весьма продуктивны в биологическом смысле. Здесь накапливается столько растительного вещества, что его не успевают поглощать местные животные. И огромное количество органики, растворенной в воде, выносится течениями в холодные, бедные пищей моря, поддерживая там жизнь микроорганизмов, зоопланктона, рыб и всех других крупных животных. Случись что с умеренными широтами, Арктика и Антарктика, весь Мировой океан катастрофически оскудеют. Но именно в умеренных широтах развивается наиболее интенсивная человеческая деятельность — промышленность, сельское хозяйство, мореходство. И именно здесь более всего загрязняется океан. Досконально изучить, к чему это ведет, — жизненно важная задача. Дело в том, что исследования по частным вопросам далеко не всегда отражают истинное положение дел. Вот пример.

Некоторое время назад мы изучали, попутно с другими темами, результаты не очень сильного нефтяного загрязнения в прибрежных водах Баренцева моря. Выяснилось, что часть водных организмов исчезла в этом районе, другие живут как ни в чем не бывало, а третьи существенно увеличили свою численность. Напрашивается вывод о том, что ничего уж очень плохого здесь не произошло, — ведь общая продуктивность моря, по-видимому, не уменьшилась.

Однако на самом деле это не так: изменение видового состава обитателей моря означает, что происходит разрушение биоценоза — сообщества самых разных организмов, которые за многие тысячелетия приспособились друг к другу и самым непосредственным образом зависят друг от друга. Выпадение из этого находящегося в зыбком равновесии сооружения отдельных, даже мало заметных блоков и деталей влечет за собой перестройку всей системы. А мы, к сожалению, еще не в состоянии судить, какие именно организмы окажутся после этого на верхних уровнях новой системы, го есть какие рыбы, ракообразные, птицы, млекопитающие (все то, что интересует человека с хозяйственной точки зрения) смогут существовать в возникающем теперь биоценозе.

— Наряду с узкими исследованиями сегодня остро необходимо развивать и обобщающие, теоретические работы, — поддерживает своего коллегу руководитель лаборатории пресноводной и экспериментальной гидробиологии профессор Г. Г. Винберг. — Я не специалист в области изучения жизни морей. Но думаю, многие процессы, происходящие в пресных водоемах, характерны или могут быть характерны в будущем и для океанов. А в пресных водоемах всего мира сейчас под влиянием веществ, поступающих сюда с промышленными и бытовыми стоками, из атмосферы, с полей, происходит заметное изменение типов и характера вод, биологического круговорота. И дело не только в загрязнении водоемов, то есть в том, что в них попадают яды. Не менее важную роль играют в этих процессах вещества полезные, удобряющие реки, пруды и озера. Водоемы становятся более «питательными», и начинается резкая перестройка биологических сообществ. Например, в одном из озер ФРГ (здесь наблюдения ведутся в течение нескольких десятилетий) исчезла четвертая часть обитавших ранее видов микроскопических водорослей.

Этот результат науке известен. А вот почему водоросли исчезли и к чему это приведет, мы пока не знаем. И подобное положение существует сейчас во многих областях биологии. Недавно принято решение о том, что гидрометеослужба нашей страны включает в свои наблюдения качество вод на всей территории Советского Союза. Очень важное, полезное решение, и все ученые его приветствуют. Но когда их попросили дать рекомендации, за чем надо следить гидрометеорологам, с помощью чего и каким образом, — ответить на этот вопрос наука оказалась неготовой. Нет обобщающих работ, слаба теория. А значит, нельзя уверенно указать путь, по которому надо идти в новых исследованиях.

В этой связи на первый план выдвигается такая научно-организационная проблема, как выбор рациональных направлений в исследованиях среды и изменений, происходящих в ней под воздействием человека. И главное внимание, считает профессор Г. Г. Винберг, должно быть уделено энергичному развитию экологии — науки, которая вбирает в себя и осмысливает во всех их взаимосвязях факты, добытые в самых разных отраслях знаний. Только такой синтезирующий подход позволит человечеству разумно использовать природные богатства, в том числе и Мирового океана.

Важными задачами десятой пятилетки, как указал XXV съезд КПСС, являются охрана окружающей среды, разработка технологических процессов, обеспечивающих уменьшение отходов и их максимальную утилизацию. Среди этих актуальных задач названо и развитие производства машин и оборудования для санитарной очистки городов.

…В сравнении с прославленными ленинградскими предприятиями этот завод… Впрочем, о каких сравнениях здесь можно говорить? Завод этот, расположившийся за далекой окраиной Ленинграда, и видом неказист, и ничем другим не знаменит— ни своей историей и традициями, ни масштабами производства и размерами, ни техническим совершенством оборудования, ни экономическими показателями, ни разнообразием выпускаемой продукции.

И тем не менее сюда, на это предприятие, тянется непрерывная череда «паломников». Здесь уже побывали делегации почти всех союзных республик и многих крупных городов страны, гости из США, Японии, Финляндии, Индии, Швеции, Италии.

За чем же приезжают гости? Что здесь можно посмотреть, что позаимствовать, чему научиться?

Традиций на этом заводе еще не успели накопить. Он построен в 1970 году, а в 1972-м достиг проектной мощности, в 1976-м перекрыл проектный уровень на десять процентов — вот и вся его история.

Масштабы и размеры предприятия? Занимает оно небольшой пятачок земли, весь штат — вместе со сторожами и вахтерами — 150 человек. Это-то при работе в три смены! Но, считает директор завода Игорь Кимович Матвеев, с производственной программой могла бы, в принципе, управиться и половина имеющихся людей. Избыток в штате объясняется тем, что завод — предприятие опытное, его работникам приходится тратить львиную долю времени на эксперименты, доводку действующего оборудования, создание новых узлов и механизмов, внедрение автоматики, строительство помещений. Пока идет освоение существующего производства, говорит Игорь Кимович, сооружается вторая очередь предприятия — еще такой же завод, и его обслуживание возьмут на себя те же люди, штат останется прежним.

Оборудование на заводе самое обычное, применяемое в разных отраслях промышленности не один десяток лет, — бункера, питатели, грейферные краны, ленточные транспортеры, магнитный сепаратор, цементные печи, грохота, шахтная мельница, циклон.

Экономические показатели предприятия для другого производства были бы позорны: тут подсчитывают одни убытки. В 1973 году — первом году работы на полную мощность — заводу потребовалось 350 тысяч рублей дотации. В 1975-м удалось принести убытку 200 тысяч рублей. Этим итогом на заводе гордятся, намекая, что московское предприятие сходного профиля «съело» вчетверо больше государственных средств.

Ну и, наконец, продукция. С конвейера сходит так называемый компост (попросту говоря — заменитель навоза) да спрессованные блоки черного металла (в основном, старые консервные банки), отправляемые на другие заводы на переплавку.

Так за чем едут сюда делегации из союзных республик и заморские гости? Чего ради вспомогательное оборудование для этого крошечного заводика — транспортную линию, связывающую его с окраиной Ленинграда, — изготавливают такие известные индустриальные гиганты, как объединения «Кировский завод», «Ижорский завод», «Большевик», завод имени Котлякова, завод подъемно-транспортного оборудования имени С. М. Кирова? Почему перспективами маленького предприятия занимаются Исполком Ленинградского Совета народных депутатов и несколько его управлений, Государственный комитет Совета Министров СССР по науке и технике, Академия коммунального хозяйства, московский институт «Гипрокоммунстрой», ленинградские — «Ленгипроинжпроект», ВНИИнефтехим, «Ленниигипрохим», рижский Институт физики Академии наук Латвийской ССР, а кроме того, комбинат «Сланцы», Свердловский завод эбонитовых изделий и так далее, и так далее?..

Все это происходит потому, что появление на свет этого завода, его все более эффективная работа — весьма важное событие и для Ленинграда, и для нашей страны, и для десятков других промышленно развитых стран. Ибо предприятие это (оно называется Заводом механизированной переработки бытовых отходов) превращает всевозможный хлам в добро, мусор — в товар. И сейчас, когда зарождается совершенно новая отрасль индустрии, которая должна освободить города и их окрестности от бытовых отбросов, успехи на этом пути, перспективы, впрочем, так же как и трудности, вызывают глубокий интерес специалистов и общественности.

Резонно спросить: что это за новость проблема удаления бытовых отходов? Сколько живут на Земле люди, такой проблемы не существовало, а теперь вдруг она обнаружилась, да еще оказалась такой острой, что для ее решения необходимо создать — ни много ни мало — целую отрасль индустрии. Ведь обходились прежде без нее?

И верно — обходились. Правда, нельзя сказать, что обходились наилучшим образом, так что нынешнее желание поставить на рациональную основу поддержание чистоты вокруг человеческого жилья и предприятий вполне оправдано. И еще. Если познакомиться с историей, обнаруживается, что проблема бытовых и производственных отходов не так уж нова, а в иные периоды она разрасталась до размеров катастрофических. Уже за много веков до нашей эры, когда и людей на Земле было чуть, и масштабы их хозяйствования были мизерные, трудности поддержания чистоты беспокоили древних греков — недаром они сложили и передавали из поколения в поколение легенду о царе Авгии.

Сын бога солнца Гелиоса Авгий получил от своего отца неисчислимые богатства, среди которых были стада, насчитывающие тысячи голов. Но Авгий в те времена не смог справиться с уборкой животноводческих помещений, и богатство обернулось для него бедой: царь прославился на всю Грецию своим невообразимо занавоженным скотным двором, а память об «авгиевых конюшнях» жива во всем цивилизованном мире вот уже несколько тысячелетий.

Ныне крупные поселения людей растут столь стремительно, коммунальное хозяйство приобретает такие масштабы, что городские власти весьма серьезно опасаются оказаться в положении чрезмерно богатого сына Гелиоса. Впрочем, авгиевы конюшни — мелочь в сравнении с «конюшнями» современных крупнейших городов.

Скажем, с московских улиц приходится удалять около одного миллиона трехсот тысяч тонн мусора в год. Но Москва в этом отношении совсем не чемпион среди мировых столиц. Лондон вывозит три миллиона тонн отходов, Токио — четыре с половиной, Нью-Йорк — около восьми миллионов тонн. Загрязняются окрестности и городов поменьше. Подсчитано, что каждый городской житель ФРГ и Италии выбрасывает ежегодно двести килограммов бумаги и пластика, металла и текстиля, кожи и резины. Каждый горожанин нашей страны спускает в мусоропровод или выбрасывает в мусорные баки в среднем триста пятьдесят килограммов бытовых отходов, а Люксембурга — четыреста. Все это, вместе взятое, образует буквально горы твердых бытовых отходов. В СССР, например, их ежегодно вывозят более тридцати миллионов тонн, в странах Западной Европы — около шестидесяти миллионов. Более всего сорят американцы: в США количество отходов составляет триста миллионов тонн ежегодно.

Но куда же девать эти горы бумаги, тряпок, консервных банок, пластмассовых бутылок? Этот вопрос тревожит власти многих городов. В ближайшем будущем ожидается, что проблема приобретет особую остроту. В связи с тем что в продажу поступает все больше фасованных продуктов и упакованных товаров, количество отходов постоянно растет. По подсчетам специалистов, общее количество мусора к 2000 году увеличится в два — два с половиной раза.

Вернемся на несколько минут к древним мифам и легендам. Приведение в порядок запущенного животноводческого хозяйства царя Авгия древние греки считали чрезвычайно сложной задачей, справиться с которой мог лишь величайший герой тех времен — Геракл. Именно ему поручили эту работу, а выполнение ее было расценено как удивительный подвиг, достойный памяти человечества. И подвиг сей зарегистрирован под номером седьмым в списке других героических свершений Геракла — таких, например, как уничтожение чудовищного Немейского льва и ужасной девятиголовой лернейской гидры, укрощение бешеного критского быка.

Но, совершая свой седьмой подвиг, Геракл, который запросто поддерживал на плечах небосвод и душил голыми руками львов, на этот раз не понадеялся на свою фантастическую силу, не стал орудовать совками, лопатами, вилами, как поступали все скотники и мусорщики, а схитрил и применил рационализацию. Он сделал пролом в стене, окружавшей скотный двор, и подвел сюда воду реки Алфей, которая смыла весь мусор.

Увы, выполняя задачи куда более грандиозные, последовать примеру Геракла мы не можем: никакая река, даже самая полноводная, не в состоянии справиться с отходами современного города — она захлебнется и погибнет. К примеру, если б ленинградцы вдруг вздумали валить городской мусор в Неву, ее русло в два-три года было бы перекрыто консервными банками, резиной, пластиком и битым стеклом. Поэтому нам не остается ничего другого, как, в основном, вручную грузить мусор в автомашины и вывозить его на свалки.

А что такое свалка? Это благоприятная среда для развития микробов и личинок насекомых. Вредоносные вещества, сконцентрированные здесь, разносятся ветром по округе, смываются в ручьи и реки дождями и весенними паводками, просачиваются в подземные воды. Это, кроме того, опасность пожаров, это десятки гектаров земли, занятых отбросами, это, наконец, огромные расходы на транспорт.

Геракл, совершавший свои подвиги вполне бескорыстно, берясь за седьмой подвиг, запросил немалую плату — одну десятую часть всех стад Авгия. Сколь ни велика цена, она вряд ли чрезмерна. Во всяком случае, по нынешним условиям. Скажем, Москва ежегодно оплачивает свою чистоту двадцатью гектарами земли в пригородах, отданных под свалки. В РСФСР территории, занятые отбросами, простираются на 8000 гектаров. Эти земли потеряны практически безвозвратно: мусор остается мусором многие десятки лет. Он не только вреден для нас, вообще для окружающей среды, но и «живуч». Поэтому территории даже старых, полностью обезвреженных в санитарном отношении свалок все равно нельзя использовать под строительство жилых домов — грунт не надежен. Здесь можно лишь устраивать газоны и скверы, сооружать спортплощадки, легкие склады и ангары. Если, конечно, предварительно позаботиться о доставке сюда из других мест подходящего слоя земли.

В отчаянной борьбе людей с мусором, со свалками, рождаются порой весьма причудливые решения? Недавно предложен способ подпочвенного сжигания бытовых отходов. На территории свалки пробивается скважина, в нее вводится топливная горелка. Азотистые газы воспламеняются и вызывают возгорание мусора. Подпочвенный слой выгорает в радиусе десятков и сотен метров, и освобожденная таким способом от мусора площадь становится пригодной под жилищное строительство. Однако контроль над искусственно вызываемым подземным пожаром весьма затруднен. В неожиданных местах возникают обширные провалы. Главное же, при этом способе неизбежны выбросы в атмосферу грандиозных количеств вредных газов.

В США бытовой мусор, не умещаясь на суше, захватывает водные территории: здесь под свалки используют старые, снятые с эксплуатации суда. Прессованные отходы поступают в трюмы стоящих на приколе кораблей. В море образуются настоящие мусорные «острова».

Японская фирма «Тезука-Косан» изготовляет из мусора прессованные строительные блоки, покрытые сверху жидким асфальтом. Другой метод: на блоки наносят пленки из пластика или быстро схватывающегося раствора высококачественного цемента. Эти стройматериалы рекомендуется использовать при строительстве дамб, плотин, волнорезов.

Однако такого рода технические решения только паллиатив. Свалки продолжают пожирать пригородные площади, ползут на сельскохозяйственные угодья. Мусор приходится возить все дальше и дальше. На его перевозку в Москве тратят каждый год свыше десяти миллионов рублей. Транспортные расходы берлинцев намного выше: они отправляют отходы по железной дороге на расстояние более ста километров от города.

Но как бы ни были высоки нынешние траты на чистоту, они будут возрастать год от года. Дело не только в выпадении из рационального использования земельных площадей и в удлинении транспортных маршрутов, по мере того как пригородные свалки переполняются. Открытые свалки опасны для здоровья людей, и поэтому возник вопрос об организации специально оборудованных, так называемых санитарных свалок. А это, применительно к крупным городам, опять-таки 10–20 гектаров земли, но уже покрытых асфальтом или бетоном, а также 10–20 миллионов рублей дополнительных расходов ежегодно. Такой путь уже испробовали в некоторых странах Западной Европы и, как говорится, не потянули. Сил и средств хватило только на то, чтобы обеспечить санитарными свалками лишь 10 процентов всей потребности.

И тем не менее защищать среду придется. И тратить на это деньги — тоже. В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов» предусматривается приведение свалок в состояние, отвечающее санитарным правилам. В этом же постановлении намечено и строительство мусороперерабатывающих и мусоросжигательных заводов в крупных городах и в курортных зонах. Такой завод и построен под Ленинградом. Он поглощает пятую часть городского мусора.

С того момента как привезенный на автомобилях мусор попадает в приемные бункеры и направляется в путешествие по технологической цепочке, он перестает быть отбросом и хламом, а превращается в сырье — перерабатываемый материал. Из него прежде всего с помощью магнитного сепаратора добывают черный металл (две тысячи тонн в год!). Затем в огромных — 4 метра в диаметре и 60 метров в длину — вращающихся барабанах переоборудованных цементных печей начинается скрытая от глаз работа микроорганизмов. Они разлагают органическое вещество сырья и выделяют тепло, поднимая температуру в барабанах до семидесяти градусов. В результате болезнетворные микробы, личинки насекомых и другие организмы, представляющие опасность для здоровья человека, погибают. Трое суток длится этот процесс, и когда сырье, постепенно перемещаясь, достигнет выходного отверстия барабана, содержащаяся в мусоре органика (а это 65–70 процентов всей перерабатываемой массы) оказывается преобразованной в компост — высококачественное органическое удобрение.

Теперь полуфабрикат поступает на сито, где от компоста отделяются древесина, кожа, резина, пластмасса, цветные металлы. Эти компоненты сырья «не по зубам» микроскопическим «санитарам» и «технологам», обитающим в цементных печах, и идут в отход. Остальная же светло-коричневая чешуйчато-волокнистая масса направляется в шахтную мельницу и циклон, освобождается от измельченного стекла и наконец поступает на склад.

Впрочем, на ленинградском Заводе механизированной переработки бытовых отходов понятие «склад» имеет скорее теоретический, чем практический смысл: компост разбирают с конвейера — совхозы и колхозы, тепличные хозяйства покупают его нарасхват. Это ведь превосходное биотопливо. Двадцатисантиметровый слой компоста, заложенный под грунт теплиц, всю зиму обеспечивает теплом растения и позволяет получать около 40 килограммов огурцов с одного квадратного метра. «Перегоревший» компост — превосходное удобрение: в нем 65 процентов органики, 2 процента фосфора и калия, много азота, кальция, микроэлементов. 20 тонн этого удобрения повышают плодородную силу гектара так же, как 50 тонн торфа.

В 1976 году завод выпустил почти 70 тысяч тонн компоста. К концу десятой пятилетки мощность производства возрастет в два раза.

Все бы хорошо, да вот проблема. Почти третья часть всего сырья, поступающего на завод, не поддается переработке на компост, не превращается в товар. Многие десятки тысяч кубических метров резины, кожи, пластика, текстиля, древесины — это отходы производства. И их приходится по-прежнему вывозить на свалку. А ведь строительство подобных заводов ради того и затевалось, чтобы ликвидировать свалку как таковую!

Может быть, надо сжигать эти, как их называют специалисты, некомпостируемые материалы? В некоторых странах так и поступают. Там сжигают самый «первосортный» городской мусор… Если на выработку удобрений в Западной Европе идет всего лишь 3 процента твердых бытовых отходов, то в топку печей— 12 процентов (больше, чем даже на санитарные свалки).

Выработанное на мусоросжигательных заводах тепло — это ведь деньги. Следовательно, если технологические линии ленинградского Завода механизированной переработки бытовых отходов дополнить печами, в которых станут пылать древесина и кожа, резина и пластик, можно будет еще более снизить убыточность производства?

Однако, как показал анализ зарубежного опыта, такой способ получения энергии хорош, как говорится, не для всякого любителя. Чем больше тепла выработаешь, тем больше придется заплатить из своего собственного кармана. Оказывается, сжечь мусор — не простая техническая проблема. Необходимо сложное специальное оборудование. Надо постоянно бороться с коррозией узлов и деталей, закупоркой колосниковых решеток расплавленной стеклянной массой. Когда же все эти трудности удается преодолеть, обнаруживается, что главная задача — ликвидация отходов — опять-таки не решена. Мусор, неузнаваемо преображенный в топках, теперь вылетает в дымовую трубу, загрязняет атмосферу, отравляет окрестности в радиусе до нескольких десятков километров. Вряд ли такая «ликвидация» городских отходов лучше простых старых свалок.

Чтобы не превращать воздушный бассейн в свалку вредных газовых и аэрозольных выбросов, приходится к мусоросжигательному заводу пристраивать еще один завод — установку, очищающую дым от золы и пыли, от окислов серы и азота, соединений хлора и других веществ, ядовитых не только для человека и животных, но и для растений.

Одним словом, правильно налаженное мусоросжигание, действительно обезвреживающее бытовые отходы, а не выбрасывающее их в атмосферу, обходится так дорого, что расходы невозможно покрыть доходами от продажи полученного тепла. По данным Академии коммунального хозяйства, сжечь одну тонну мусора значит истратить 12 рублей и получить при этом энергии примерно на 4 рубля. Так что, если б ленинградцы расширили свое производство и стали с помощью самой передовой современной техники превращать заводские отходы в тепло, убытки предприятия возросли бы примерно вдвое.

Подобная «рационализация» признана нерациональной. И хотя нет в мире ни одного рентабельного мусороперерабатывающего или мусоросжигающего предприятия, специалисты города на Неве все же решили искать средства и методы, которые действительно помогли бы сделать подобного рода производство неубыточным.

Оригинальный путь подсказали ученые Всесоюзного научно-исследовательского института нефтехимических процессов. Коллектив института уже много лет работает над проблемой использования в химическом производстве керогена — органического вещества прибалтийских сланцев. Опыт, накопленный в этой области, оказался весьма полезным и при решении задачи, с которой столкнулся Завод механизированной переработки бытовых отходов.

Эксперименты показали, что городской мусор имеет такую же теплотворную способность, что и сланец. Это навело ученых на мысль: решая задачу утилизации смеси текстиля, древесины, пластмасс, резины и кожи, использовать те же самые приемы, то же исследовательское оборудование, которые давно опробованы в институте и широко применяются при изучении керогена. Такой подход позволил провести поисковые исследования, нащупать обнадеживающие пути переработки отходов завода и даже выдать ряд технологических рекомендаций в кратчайшие сроки.

Говорить подробно об этих исследованиях пока рано, они не закончены, но о наиболее общих выводах сказать необходимо.

Заводские отходы, подвергнутые пиролизу — высокотемпературному нагреву без доступа воздуха, превращаются в три ценных продукта: в твердый углеродистый остаток (его назвали пирокарбоном), горючий газ, состоящий в основном из водорода, метана и окиси углерода, и, наконец, в жидкую смолу.

Пирокарбон — мелкий черный порошок — не что иное как уголь, который можно использовать как низкосернистое топливо или в качестве сорбента, улавливающего определенные вещества из загрязненных растворов или газовых потоков. Но гораздо более рациональная область его применения — производство разнообразных полимерных и строительных материалов. Причем, заменяя дефицитное и дорогостоящее сырье, пирокарбон зачастую позволяет повысить производительность труда химиков, снизить стоимость изделий без ухудшения их качества.

Это уже не только лабораторные выводы. Большая партия некомпостируемых отходов была подвергнута пиролизу на одной из производственных установок комбината «Сланцы». Полученный при этом пирокарбон пущен в дело на нескольких химических предприятиях.

Сейчас на очереди — широкая проверка возможностей богатого углеродом черного порошка, проектирование и строительство на ленинградском Заводе механизированной переработки бытовых отходов нового производства — промышленной установки пиролиза. По предварительным подсчетам специалистов, она окупится в течение 12–15 месяцев. На ней можно будет перерабатывать в полезный продукт не только бытовые, но и любые органические отходы предприятий, а также, что особенно важно, старые автопокрышки, которым пока не удается найти применения.

Экономический эффект, который будет иметь завод, превращая некомпостируемые материалы в пирокарбон, по данным института ВНИИнефтехим, выразится суммой 5 миллионов рублей в год. Это без учета еще двух продуктов пиролиза — газа и смолы. А ведь они, в простейшем случае, могут быть использованы в качестве топлива. В дальнейшем же смола, утверждают ученые, послужит для получения ряда ценных химических веществ. Исследования в этом направлении уже ведутся.

Проблемами повышения рентабельности мусороперерабатывающего предприятия инженерам завода удалось заинтересовать и ученых Института физики Латвийской Академии наук. Сейчас рижане разрабатывают для ленинградцев установку, которая будет извлекать из отходов цветные металлы: алюминий, медь, бронзу. Это последний компонент сырья, улавливать который механическим способом до сих пор не удавалось.

Перспективы, открывающиеся перед крошечным ленинградским заводом сегодня, столь широки и обнадеживающи, что коллектив предприятия не колеблясь принял социалистическое обязательство: в десятой пятилетке превратить свое производство в безотходное и рентабельное.

И в этом как нельзя более ярко проявляется парадоксальность нынешней индустриальной ситуации. Крупнейшие, оснащенные совершенным и дорогостоящим оборудованием заводы, использующие ценнейшее, самого высшего качества сырье, значительную его часть выбрасывают в сточные и дымовые трубы, на свалку. При этом считается, что иначе — невозможно. Предприятие же, получающее для переработки одни отходы, и только их, уверенно держит курс на безотходную технологию.

И последнее о ленинградском Заводе механизированной переработки бытовых отходов, вернее, о его пневмотранспортной магистрали. Она должна помочь в решении еще одной проблемы, связанной с санитарной очисткой города.

При высокой культуре производства и наилучших экономических показателях завод сам по себе почти никак не влияет на важную статью городских расходов — транспортировку мусора. Сто пятьдесят автомашин должны курсировать между Ленинградом и заводом… Но если нельзя последовать примеру Геракла, применившего гидромеханизацию, заставившего речную воду исполнять должность санитара, то почему бы, решили ученые, в соответствии с современными возможностями не возложить выполнение трудной и грязной работы на реку воздушную? Такую идею и провели в жизнь специалисты институтов «Гипрокоммунстрой», «Ленгипроинжпроект», «Ленпроект», специальных конструкторских бюро «Транснефтьавтоматика», «Транспрогресс», управления «Спецтранс».

Между заводом и южной окраиной Ленинграда прокладываются две огромные трубы диаметром около 1200 миллиметров. Мусор, доставленный на городскую приемную станцию, попадает под мощный пресс, потом оказывается в цилиндрических вагонетках-контейнерах, которые под действием избыточного давления воздуха (всего в несколько десятых атмосферы), создаваемого компрессорами, отправляются в путешествие по трубе. Расстояние в 10,5 километра они пробегают за 20 минут. На конечной станции, которая расположена в заводском корпусе, вагонетки-контейнеры автоматически разгружаются и по трубе же отправляются назад, а мусор идет в переработку. Четыре поезда, состоящие из шести вагонеток каждый, могут перевозить ежегодно 500 тысяч кубических метров отходов, то есть полностью обеспечивают сырьем заводское производство.

Пневмотрасса не только принесет экономический эффект, исчисляемый сотнями тысяч рублей в год, но и будет способствовать улучшению санитарного состояния городских улиц, облегчит условия движения транспорта на южных ленинградских дорогах.

Но это только начало создания «сухой канализации» Ленинграда. Специалисты замышляют смонтировать в районе новостроек (в юго-западной части города) централизованную систему по сбору и транспортировке отходов непосредственно из домов.

От приемной вакуумной станции протянется сеть труб, к которым подключат мусоропроводы зданий микрорайона. Пыль и сор из каждой квартиры будут поглощаться этим централизованным «пылесосом» и увлекаться воздушным потоком по трубам со скоростью два десятка метров в секунду в накопители вакуумной станции. Здесь бытовые отходы превратятся под прессом в компактные брикеты и будут отправлены на завод. Возможно, этот свой последний путь они проделают уже не в вагонетках: специалисты исследуют сейчас вариант, при котором брикеты, предварительно замороженные, станут перемещаться по трубам пневмомагистрали подобно поршню в цилиндре. Это намного упростит систему, сделает ее более экономичной и надежной.

В дальнейшем, если первый опыт оправдает себя, мощные коммунальные «пылесосы» появятся и в других частях Ленинграда. Поднимутся новые мусороперерабатывающие предприятия. Широкое внедрение «сухой канализации» — это высвобождение тысяч людей, занятых тяжелым трудом, сотен и сотен мусоровозов, это улучшение санитарно-гигиенического состояния городских районов, это экономия больших денежных средств.

Пример ленинградцев увлек многих. Уже двадцать городов страны — Ташкент и Рига, Харьков и Баку, Тбилиси и Минск, Волгоград, Горький, Рязань, Смоленск — строят или проектируют подобные мусороперерабатывающие заводы.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте охраны труда ВЦСПС мне дали толстенную папку. На обложке одно слово: «Шум». Внутри сотни вырезок. Это — опубликованное лишь за последние два года в газетах и журналах Москвы, Ленинграда, Киева, Кемерова, Краснодара, Риги, Таллина, Николаева, Ташкента, Красноярска, Петрозаводска, Новосибирска, Смоленска, Приозерска — всего не перечислить. Просматриваю заголовки: «Шумовое нашествие», «Город просит тишины», «Спасите наши уши», «Шум — враг здоровья», «В защиту тишины», «Нужны звуковые фильтры», «Опасные децибелы», «Медленный убийца»…

Не слишком ли мрачно?

Вспоминалась заведующая одной из ленинградских прачечных. Узнав, что жители окрестных домов жалуются на свист, который стоит в воздухе, когда включают оборудование прачечной, она сердито сказала:

— Да, шумит вентиляция. Но мы работаем, не жалуемся. А им, видите ли, мешает! Не могут привыкнуть! Разнежились уж очень, сибаритствуют!

Она, видимо, знала, о чем говорит. Действительно, жители древнего греческого города Сибариса, прославившиеся любовью к комфорту и роскоши, запрещали на улицах громкие звуки, а жестянщиков и кузнецов вообще изгоняли за пределы, как мы теперь выражаемся, жилой застройки.

Не вздумали ли нынешние граждане Ленинграда, Сыктывкара или Одессы подражать обитателям Сибариса? Жить ведь мы теперь стали лучше, богаче, и может быть, не всегда разумны, умеренны в своих притязаниях на комфорт?

Возможно, это в какой-то мере и так. Но с другой стороны, если уж вспоминать историю, обнаружится, что давно и в разных странах шум считали вредоносным. Древние китайцы с помощью звуков казнили — мучили до смерти! — преступников. Враждебное отношение к шуму проявляли римляне: Юлий Цезарь призывал бороться с грохотом повозок, сатирик Ювенал возмущался бытовыми шумами в доходных домах.

Джеймс Уатт, выдающийся английский изобретатель, презрительно отзывался о невеждах, которые воображали, будто мощность паровой машины и шум от ее работы — одно и то же. А знаменитый немецкий микробиолог Роберт Кох писал, что когда-нибудь человечество будет вынуждено расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой.

Так, может быть, нынешнее обостренное и, судя по газетным и журнальным вырезкам, массовое внимание к шумам — все-таки не сибаритство наших горожан, может быть, просто пришло то время, о котором говорил Кох?

Вот выводы ученых, работающих в области промышленной и бытовой акустики: за последние десять лет уровень шума в крупных городах увеличился на 10–12 децибел. Много это или мало? Децибел — единица измерения не слишком наглядная для неспециалиста[3]. Проще сказать: за десятилетие громкость шума возросла более чем в два раза. Сегодня, например, на некоторых улицах Ленинграда уровень шума достигает 80 децибел, что значительно превышает норму.

Да что там 80 децибел! На шумовых картах (а к сегодняшнему дню изучена «география» шумов более чем в 20 крупных городах страны) бросаются в глаза яркие, густые пятна, обозначающие 90, 100 и даже 110 децибел. Остается не так уж много до болевого порога — 130 децибел, когда человек ощущает уже не звук, а боль, когда возможны непосредственные акустические травмы, когда после непродолжительного пребывания в таком грохоте гибнут подопытные животные и вянут растения.

Это — лишь уличные шумы. Они проникают в здания, расположенные вдоль транспортных магистралей. Но там есть и свой звуковой фон. Если это завод или фабрика, помещение «озвучивается» оборудованием, если жилой дом — то лифтами, хлопающими дверями, «поющими» водопроводными трубами, воющими пылесосами и полотерами, неумолкающей радиоаппаратурой, гудящими вентиляторами, стиральными машинами и кухонной техникой.

Шум становится средой обитания горожанина. Мы живем в нем. Он всюду, как воздух. Это обстоятельство дает свои результаты. Есть основание предполагать, что пристрастие нынешней молодежи включать «на всю катушку» транзисторы и магнитофоны связано с потерей остроты слуха. Вот еще пример. Мне рассказывали работники дома отдыха, расположенного на Карельском перешейке, как к ним приехала молодая ленинградка, переночевала в комнате с окнами в парк, а утром пришла к директору с жалобой: всю ночь не могла уснуть — деревья шумят, и попросила перевести ее в комнату, окна которой выходят в сторону шоссе. Ей пошли навстречу, и она была очень довольна, что может слышать привычный с детства гул моторов.

Возможно, надо и впрямь, как советует заведующая прачечной, всем нам привыкать к окружающему морю негармоничных звуков? Вот, правда, врачи, основываясь на современных исследованиях, утверждают, что «привычка» к шуму, если она у кого и вырабатывается, вредна и опасна: шум вызывает неврозы, сердечно-сосудистые болезни и даже заболевания желудочно-кишечного тракта. Между прочим, снижение остроты слуха не столь безобидно, как может показаться: с нарастанием глухоты снижается работоспособность.

Шум — одна из сложнейших и труднейших проблем нашего времени. Она имеет не только медицинский, но и множество других аспектов. И каждый требует пристального внимания общества. В нашей стране, где забота о благе людей — главная задача партии, борьба против загрязнения среды, в том числе и акустического, — государственная политика. С тех пор как Совет Министров СССР принял в 1973 году постановление «О мерах по снижению шума на промышленных предприятиях, в городах и других населенных пунктах» (кстати сказать, это первый в мире государственный акт такого значения), в исследование проблемы «звук и человек», в разработку средств против шума включились многие десятки научных учреждений, предприятия, общественные организации.

Далее всех продвинулись в наступлении на шум медицинские и санитарные подразделения. Определены последствия влияния акустических воздействий на организм человека, установлены предельно допустимые нормы уровня шума на улицах и в районах жилой застройки, в квартирах и в цехах, в учреждениях и больницах. Этим нормам в нашей стране — тоже впервые в мире! — придана сила закона. Решениями местных Советов во многих городах Союза обязанность следить за соблюдением допустимых уровней шума возложена на санитарную службу (особенно на улицах, во дворах и парках, в жилых домах и общественных местах) и на органы милиции.

Конструкторы и проектировщики разрабатывают «тихие» станки, машины и агрегаты, шумоглушители, звукоизолирующие стены, боксы, кожухи. Промышленность осваивает нешумящие (для деталей машин) и поглощающие звук материалы. Создан целый набор индивидуальных средств защиты от шума — разнообразные наушники, заглушки, звуковые фильтры. Архитекторы, планируя новые кварталы, стараются пустить транспортные потоки в обход жилых массивов, спрятать дома в акустическую тень — за земляные насыпи, валы зеленых насаждений, за здания-экраны — торговые и бытовые. Проектируются звукозащитные дома, стены и окна которых, обращенные к улице с интенсивным движением трамваев и автомашин, делаются особенно шумоупорными.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте охраны труда ВЦСПС разработан Государственный стандарт Союза ССР «Шум. Общие требования безопасности». Это только первый шаг на пути создания «технического законодательства», направленного на обуздание стихии шумов. На очереди — целые серии государственных и отраслевых стандартов. Рождение такой системы, регламентирующей с точки зрения сокращения шумов работу всех отраслей промышленности, транспорта, строительства в масштабах страны, — случай беспрецедентный в мировой практике.

Давно осознано, что шум — фактор экономический: он приносит ущерб производству и всему государству, причем весьма ощутимый. Но до сих пор не было надежных количественных оценок этого ущерба. Исследования, проведенные в нашей стране в последние годы, дали возможность определять потери от грохота достаточно точно — в процентах производительности труда, а следовательно, и в рублях. В Ленинграде прошло Всесоюзное научно-техническое совещание, посвященное нормированию и экономике в практике борьбы с шумом. Его участники наметили дальнейшие согласованные действия для наступления на шум.

Акустики убеждены, что конкретные цифры, характеризующие материальные потери предприятий от шума, заставят задуматься организаторов производства. И по-видимому, многие из них, не дожидаясь давления со стороны государственных органов, объявят в целях экономического выигрыша бескомпромиссную войну шуму. Вот, например, данные, полученные на Московском почтамте: каждый децибел сверх допустимой нормы снижает производительность труда работников связи на 1 процент. Подсчитано, что из-за шума мы теряем в промышленности 5 процентов трудовых ресурсов — 1 700000 человеко-дней. Это составляет примерно три с половиной миллиарда рублей в год. Вместе с тем снижение шума на 10 децибел дает через пять лет 100 рублей ежегодной дополнительной прибыли на каждого рабочего.

Но есть еще один аспект проблемы — моральный: культура поведения в быту, на людях, в цехе, на работе.

Посмотрите, какие любопытные результаты получены при опросе жителей Риги. На шум транспорта жалуются 9 процентов опрошенных, на бытовой шум в квартирах — 67 процентов. Примерно такая же картина и в Англии. Финские специалисты подтверждают: уличный шум — раздражитель весьма заурядный и стоит на восьмом месте после «песен» водопроводных труб, звуков передвигаемой мебели, детского плача, рева радиоприемников и телевизоров, которые буквально потрясают быт горожан.

Но как же так? Ведь измерения, проведенные в последние годы, убеждают: уличный, транспортный шум дает 70–80 процентов акустического половодья большого города. А на все остальное — производство, быт — падает лишь 20–30 процентов… Значит, те 80 процентов не так заметны, как эти 20? Оказывается, да.

Зловредный бытовой шум без малейших затрат и без промедления может быть снижен каждым из нас в несколько раз: ведь это мы шумим в своей квартире, на своей лестнице, в своем дворе, ничуть не думая о соседях. Шумим вовсе не потому, что злы и эгоистичны. Такова уж психологическая особенность: мы просто плохо слышим «свой» шум. Мы с детства привыкли, что всякая наша деятельность сопровождается стуком, скрипом, скрежетом. «Шумлю — значит, существую».

Этот психологический и физиологический фокус пытаются использовать ученые для борьбы с шумом. Идею подала летучая мышь. Она, как известно, ощупывает пространство с помощью природного звуколокатора. И в момент, когда она только начинает посылать звуковой сигнал, ее органы слуха автоматически «запираются» — иначе она оглушила бы себя. А что, если предупреждать органы слуха человека звуковым щелчком, который подается за несколько мгновений до того, как на него обрушится производственный грохот? Звуковой сигнализатор, испытанный в цехах «Электросилы», показал, что и человеческое ухо «запирается» и тем самым как бы ослабляет шум на 30 децибел!

Примерно таким же образом подготавливаются наши уши к шуму, который должен возникнуть вследствие нашей деятельности. Вот почему нам всегда нужно помнить, что мы производим шума гораздо больше, чем нам кажется.

Мы, жители больших городов, хотя и медленно, но приближаемся к болевому порогу. Исследования показывают: несмотря на многочисленные меры, принимаемые государством, несмотря на крупные затраты, уровень шума все-таки продолжает нарастать. По прогнозам ученых, он будет повышаться в ближайшее время в среднем на один децибел в год. Мы все, ради здоровья и блага которых начато грандиозное наступление на шум, можем и должны опровергнуть этот прогноз, изменить ход процесса. Все зависит от нас, от сознания ответственности за свои действия или свое бездействие.

В 40-х годах нашего столетия произошло событие, которое оценено как одно из величайших достижений человеческого разума. Я имею в виду открытие сульфамидных препаратов и особенно антибиотиков. В медицине наступила новая эпоха — врачи стали вести борьбу против микробов оружием, добытым в мире микробов (антибиотики вырабатываются, главным образом, почвенными микроорганизмами), и, как говорили в годы войны, вести борьбу во вражеском логове (появилась возможность широко воздействовать на возбудителей болезней непосредственно в среде их обитания).

Началось победное шествие медицины по «территориям», на которых раньше властвовали страшные заразные болезни. Под сокрушительными ударами новых лекарств капитулировал туберкулезный менингит — раньше он легко подавлял оборонительные действия человеческого организма и почти неминуемо убивал больного. Дрогнули полки возбудителей крупозной пневмонии, дизентерии, брюшного тифа, стрептококкового и стафилококкового сепсиса, других инфекционных болезней.

Во многих странах в кратчайшие сроки возникла промышленность антибиотиков. Были получены новые, особенно сильно действующие препараты. Больные и врачи вздохнули с облегчением. В атмосфере победных торжеств и всеобщей радости медицинские стратеги возвели антибиотики в ранг абсолютного оружия против ряда инфекций. Как вдруг…

С отдельных участков «фронта» — из больниц и клиник — стали поступать тревожные, непонятные, невероятные донесения, будто появились микробы, которые легко выдерживают удары новых препаратов, будто зарегистрированы факты, свидетельствующие об отсутствии эффективности или, по крайней мере, о недостаточной эффективности самых мощных антибиотических средств.

Для проверки этих панических сведений срочно была отряжена исследовательская инспекция, которая вскоре стала звать себе на подмогу всё новые и новые научные силы. Знакомясь с историями болезней и ведомостями медицинской статистики, производя посевы микробов на питательную среду и воздействуя потом на их колонии разными антибиотиками, пристально вглядываясь через микроскопы в жизнь обитателей микромира, инспекторы всех специальностей — инфекционисты, эпидемиологи, микробиологи, фармакологи, генетики — лишь недоуменно разводили руками. Этот жест означал: ситуация такова, что нужно собрать «военный совет». По всему миру прокатилась волна съездов, конференций, симпозиумов, совещаний, обсуждений в научной печати. Примерно к 25-летней годовщине эпохи антибиотиков были четко сформулированы первые результаты анализа обстановки на фронтах борьбы с инфекциями. В последующие годы они были уточнены и дополнены.

Произошло — и происходит — вот что. (Имея в виду важность и сложность проблемы, я буду излагать ее, стараясь не отходить слишком далеко от записей своих бесед с Оганесом Вагаршаковичем Барояном, академиком АМН СССР, директором Института эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, а также от формулировок его книги[4].

В последние годы у большинства микроорганизмов наблюдается устойчивость почти ко всем внедренным в практику антибиотикам. По ориентировочным данным, некоторые заболевания наиболее часто (около 80 процентов случаев) вызываются именно теми возбудителями, которые сегодня относятся к «абсолютному оружию» пренебрежительно. Кроме того, выявлены (главным образом в больницах — у больных и у персонала) такие микробы, которые устойчивы одновременно к трем, четырем, пяти и более антибиотикам. Больше того, появились даже так называемые антибиотикозависимые бактерии, которые не могут развиваться… без антибиотиков.

Вот некоторые цифры, характеризующие происходящее. В тридцатые годы от стафилококкового сепсиса погибало 80 процентов больных. В 1942–1944 годах под натиском пенициллина смертность снизилась до 28 процентов. Ко времени, когда микробы предприняли повсеместную контратаку, смертность повысилась до 53 процентов.

Ряд микроорганизмов, почему-то не запасшихся устойчивостью к антибиотикам, приобретает ее буквально на глазах. Например, «неуязвимые» формы кишечной палочки появляются в течение 48–96 часов от начала применения эффективных лечебных доз нового препарата.

В последние годы (тоже вследствие применения сильных антибиотиков) происходит постоянная смена возбудителей ряда инфекционных заболеваний. Например, пневмония, которая раньше вызывалась главным образом пневмококками, теперь встречается только в 7 процентах случаев, а в остальных 93 возбудителями этих заболеваний являются стафилококки, стрептококки, даже безобидная кишечная палочка и многие другие микробы. Все чаще врачи обнаруживают менингиты, порожденные не менингококками, а стафилококками, стрептококками и кишечными палочками, то есть микробами, которые ранее не имели никакого отношения к данным болезням. Это обстоятельство значительно осложняет действия врача: ему все труднее ставить диагноз и назначать правильное лечение.

Чтобы понять причину таких «чудес», присмотримся к образу жизни микробов.

Они ничтожны по размерам, примитивно устроены, слабы, но на протяжении многих тысячелетий ведут ожесточенную борьбу за существование с другими, гораздо более высокоразвитыми организмами. Многие микробы, с успехом выдержав все испытания естественного отбора, являются древнейшими жителями нашей планеты. Понятно: чтобы выжить, им пришлось запастись каким-то замечательным, универсальным оружием. Этим оружием является скорость размножения, если угодно — иной масштаб времени в сравнении с тем, который существует в нашем, «большом» мире.

При максимально благоприятных условиях микробы способны делиться через каждые 15–25 минут, то есть в среднем в течение одних суток происходит смена 70 поколений. Для того чтобы сменилось столько же человеческих поколений, необходимо около 1500 лет. Или другой пример. Средний промежуток между вспышками гриппа составляет в человеческих масштабах времени 2–4 года, в масштабах же смены поколений вируса гриппа этот срок равнозначен 100 тысячам лет.

Непреложный закон природы: каждый организм, хотя бы самую малость, отличается от другого. Это и дает возможность животным, растениям, микробам приспосабливаться к изменяющимся условиям существования, приобретать полезные свойства, органы и, в конечном счете, оберегать от вымирания свой вид.

Эволюционный механизм чрезвычайно прост и надежен. Вот схематический пример. Жизнь возникла в океане и долго развивалась там. Появилось множество водных животных и растений. И в конце концов в океане стало тесно, не хватало пищи, кислорода. Его обитатели массами гибли. Но не все: отдельные «новорожденные» отличались от своих родителей и братьев, например, тем, что имели способность дышать воздухом. Подобные отступления от нормы появлялись у некоторых организмов и раньше, когда в воде хватало и пищи и кислорода. Так как в тех условиях обладатели «новшества» никаких преимуществ не получали, они жили и умирали как все, а может быть и быстрее других, если новшество было обременительным. Иным дело стало в худые времена. Способность дышать воздухом позволяла, спасаясь от голода и удушья, выйти на сушу и сохранить жизнь себе и своему виду. А те соплеменники, которые не обладали нужными особенностями, вымирали.

Поселившиеся на суше передавали своему потомству — поколение за поколением — способность дышать воздухом. И биологический вид обретал полезное для него свойство, непрерывно порождая отклонения от новой «нормы», что гарантировало ему возможность в случае нужды снова сделать резкий поворот и уйти в сторону по дороге эволюции. Так некогда снова ушли в море сухопутные предки китов.

Ну, а уж коль этакие высокоинерционные массы могут делать (и по нескольку раз) столь резкие эволюционные повороты, то на что способны микробы? С их фантастическими скоростями размножения они ведь производят и фантастическое количество потомков, обладающих отклонениями от нормы. И среди этих миллионов отклонений, среди миллионов мутантов всегда найдутся такие, на которых мало действует, не действует или которым просто нравится стрептомицин, пенициллин, хлортетрациклин, левомицетин, эритромицин, олеандомицин в отдельности или даже все вместе взятые.

Но и это не все. Как выяснилось в последние годы, устойчивость к антибиотикам не обязательно является «врожденным» свойством микроорганизмов. Это свойство может передаваться с помощью генетических механизмов — упрощенно говоря, микробы способны в процессе общения друг с другом обмениваться генами устойчивости к данному лекарству. Это парадоксальное явление иначе и не назовешь, как эпидемией устойчивости среди возбудителей эпидемий!

Массовое применение антибиотиков, введение в практику новых мощных препаратов привели к быстрым и резким переменам условий существования в мире микроорганизмов и, как следствие, вызвали бурные процессы изменчивости, эволюции микробов.

С явлениями такого масштаба в биологии человечество еще не сталкивалось. И не случайно специалисты называют происходящее сегодня в микромире «эволюционным взрывом». Причин, способствовавших усилению «взрыва», несколько. Во-первых, частое употребление антибиотиков без крайней нужды. Во-вторых, когда сильный препарат действительно необходим, далеко не всегда правильно выбираются его разновидность, дозы, длительность лечения. В-третьих, широкое использование антибиотиков для немедицинских целей — в качестве стимуляторов роста в животноводстве, для стерилизации сырья и готовой продукции в пищевой промышленности, для борьбы с болезнями растений.

Изучение процесса «искусственной эволюции» микроорганизмов в настоящее время выдвигается на одно из первых мест. Ведь этот процесс затрагивает жизненно важные интересы всего человеческого общества.

Академик О. В. Бароян считает, что можно и нужно бороться против неразумного использования антибиотиков — это весьма наболевший вопрос: часть их все еще применяется без особой надобности. Определенный эффект может дать более быстрая разработка новых мощных антибиотиков, чтобы можно было подавлять наиболее приспособившихся микробов. Но рассчитывать на легкий успех, конечно, нельзя. О скорости приобретения антибиотической устойчивости кишечной палочкой уже говорилось. Вот еще пример: 99,7 процента штаммов стафилококков, выделенных от больных, оказались устойчивыми к эритромицину, который во время исследований был еще сравнительно новым препаратом. Следует подчеркнуть, что даже повсеместное рациональное применение антибиотиков теперь может лишь заглушить, но не прекратить начавшуюся уже «искусственную эволюцию» микроорганизмов. Поэтому нужны принципиально новые подходы и новые пути исследования. Их ищут генетики, эпидемиологи, микробиологи. В решении ряда вопросов слово будет, пожалуй, и за физиками, физико-химиками и химиками.

Ученые СССР, США, Японии уже получили некоторые обнадеживающие результаты. Выяснилось, в частности, что можно значительно снизить и даже вовсе снять феномен устойчивости к антибиотикам, если воздействовать на микробов различными химическими веществами. Однако, полагают исследователи, при разработке новой антимикробной тактики вряд ли удастся угнаться за изменчивостью микробов — наука всегда будет находиться перед уже совершившимися фактами, а человечество будет пребывать в роли обороняющегося, на которого «поверженный» противник наскакивает со всех сторон, бьет больно и неожиданно. Это, как известно, не самая лучшая боевая позиция. Чтобы поменяться ролями, иметь возможность предвидеть результаты того или иного вмешательства человека в естественный ход событий в мире микробов, инфекционисты считают необходимым призвать на помощь… математику.

Да, речь идет о моделировании явлений в стане микроорганизмов под влиянием тех или иных воздействий медицины. В математическую модель, обретающую жизнь в электронно-вычислительной машине, должен быть «включен» и организм человека, и коллективы людей — сфера циркуляции болезнетворных штаммов. Как писал советский ученый И. В. Давыдовский, инфекционная болезнь… это своеобразный процесс приспособления, заканчивающийся чаще всего созданием форм «симбиотических отношений», то есть мирным сосуществованием, а может быть, и взаимопомощью микробов и человека.

Нечто похожее на эволюционный взрыв происходит и в мире насекомых. Энтомологи утверждают, что именно в этом мире природа добилась максимальных творческих успехов: она создала более миллиона видов удивительно совершенных существ — вдвое больше, чем всех других видов животных, вместе взятых.

Десять процентов этой шестиногой рати вредны: они уничтожают пищу, предназначенную нам. Ущерб, который песет человечество, колоссальный. Стая саранчи — весом до 20 тысяч тонн — за день пожирает столько пищи, сколько съедает двухсоттысячное стадо слонов или пять — семь миллионов человек.

Понятно, что с такими «нахлебниками» люди мирно ужиться не могли. Защищая свое достояние, человечество объявило своим врагам химическую войну. На производство смертоносных ядов оно бросило силу науки, мощь промышленности, авиацию.

Особенно энергичные и успешные действия предприняли американцы. Первое время каждый доллар, истраченный на эту битву, давал прибавку урожая на сумму в 10 и более долларов. А потом почему-то положение стало меняться. Если в начале нашего века потери сельского хозяйства США от вредителей равнялись одному миллиарду долларов, то, развернув тотальную войну против насекомых, затратив колоссальные средства (ежегодно более четырех миллиардов долларов), Америка стала недосчитываться части урожая, оцениваемой в 10 миллиардов долларов в год.

Столь оригинальный результат объясняется тем, что наряду с многочисленными победами над врагами, одерживались победы и над друзьями. Ослабленные отряды полезных насекомых, уничтожавших раньше вредителей, теперь не могли теснить их, как прежде. Да плюс к тому у врагов обнаружилась способность «привыкать» к ядам. Так что стоило где-либо чуть ослабить «химический пресс», как вредитель невероятно быстро размножался и принимался разбойничать в полях и садах.

Это бы еще полбеды. Но, вырвавшись из-под контроля отравленных теперь насекомых-хищников, стали злодействовать и те шестиногие, которые раньше заметного ущерба не приносили: список первостепенных вредителей в разгар химической войны увеличился на несколько десятков видов.

В последние годы, осознав тщетность старых приемов, наука взяла курс на разработку так называемого интегрального подхода, в котором должны оптимально сочетаться химические и биологические (мобилизация на борьбу с вредителями наших друзей — насекомых, микробов, птиц) методы. На этом пути много трудностей, однако важно то, что путь намечен.

Между тем остается еще немало таких областей, где неожиданные изменения в «поведении» насекомых, вызванные человеческой деятельностью, приносят немало ущерба и неудобств, но где еще не найдено надежное оружие защиты. Примером может служить событие, не замеченное одними и очень обеспокоившее других. Оно произошло осенью 1974 года.

Возвращаются в Ленинград дачники, туристы, любители побродить по лесам, пожить в палатках. И с удивлением обнаруживают в своих городских квартирах на редкость свирепых комаров. Присмотрятся — и на лестничных площадках их полным-полно. Что за наваждение? Ведь в конце лета и в лесу, и на болотах комаров и видно почти не было. А сейчас похолодало, дожди идут — откуда им взяться? Можно было бы еще как-то объяснить их появление на окраинах, в районах новостроек. Но ведь комары лихоимствуют и в центре города, откуда до ближайшего болота десять, а то и двадцать километров!

Заинтересовались случившимся и ученые Зоологического института АН СССР. И вот обследование лесных болот и ближайших к городу ручьев и речушек позади, взятые в плен комары «допрошены», вся их подноготная изучена.

— Появление в эту пору большого количества комаров на окраинах Ленинграда — явление небывалое, — говорит один из крупных специалистов в этой области науки профессор А. С. Мончадский. — «Расследование» происшествия дало удивительный результат: это вовсе не те комары, которым положено быть сейчас. Свирепствуют — и вовсе не только на окраинах города, но и в лесах, на болотах многих районов Северо-Запада — комары весенние. Те самые, хорошо всем знакомые, которые появляются, едва сойдет снег и пригреет солнце, — как раз тогда, когда мы отправляемся за подснежниками и ландышами.

— Как же, — спрашиваю, — они умудрились перепутать весну с осенью?

— Путаницы-то, вообще говоря, никакой нет. Просто сработал биологический механизм, защищающий этих крылатых разбойников от гибели в неблагоприятных условиях. Чтобы было понятно, о чем речь, несколько слов об образе жизни весенних комаров (их, между прочим, обитает в наших краях около двадцати разных видов). Самка комара, напившись крови — это обязательное условие появления потомства, — откладывает яички на почву возле луж, болот, озер — у самой поверхности воды. Яички «зреют» все лето, осень, зиму, и в них развиваются личинки. Эти личинки сидят в яичках и ждут благоприятных условий. Как только чуть потеплеет и весенние воды поднимутся до прошлогоднего уровня, личинки выходят из яиц, быстро завершают цикл развития и превращаются в комаров. Появляются они настолько рано, что в природе еще нет их естественных врагов — ни других насекомых, ни птиц. И они живут припеваючи. Это главная цель весенних комаров — появиться на свет в первые теплые дни.

Но в нынешнем году условия сложились для них неблагоприятно. Весна была ранней, почти без дождей. И далеко не все личинки смогли выйти из яичек — воды не было. Пролились дожди в избытке лишь во второй половине лета. Затопило сухие ложбинки, и комары, которые все это время терпеливо ждали, выплодились. А теперь торопятся насосаться крови, чтобы дать потомство. Если б не было дождей, многие из них дождались бы следующей весны. Таково замечательное приспособление для страхования вида от гибели.

— А что же делать жителям окраинных городских районов? Ведь из-за этих «замечательных» комариных приспособлений люди потеряли покой тогда, когда об этой опасности забыли и думать.

— Надо применять обычные средства — марлю на форточки, жидкости, отпугивающие насекомых, яды в виде аэрозолей. Конечно, мало удовольствия в том, что сейчас комары нападают на целые районы, но большой проблемы здесь нет. Похолодает, и кровососы исчезнут. А то, что они появились в необычное время, плохо для них самих: они не приспособлены к жизни осенью, поэтому массами гибнут. Они вряд ли успеют оставить жизнеспособное и обильное потомство, а значит, следующей весной их будет меньше. Куда более важная проблема — комары, которые донимают жителей в центре города.

— А разве это не те же самые?

— Конечно, нет. Это совсем другой вид — из так называемых летних комаров. А то, что они нападают на жителей центра города одновременно с атаками весеннего комара на окраинах, — так это простое совпадение. Весенние скоро исчезнут, а летние будут злодействовать и через месяц, и через два…

— В ноябре? В мороз?

— И даже в декабре, январе, феврале. Круглый год. Мороз для них не имеет никакого значения — зимой они предпочитают не вылетать наружу. Сидят в помещении.

— Но что же это за летние комары, которые живут зимой?

— Это один из двадцати — двадцати пяти летних видов. В просторечии его называют комаром обыкновенным. И вот его разновидность, особая раса (ее точное научное название — кулекс пипиенс молестус), приспосабливается к жизни в городских условиях. Как именно? Во-первых, эта раса может размножаться на протяжении всего года — в сырых подвалах, водяных баках и бочках на чердаках, где температура всегда плюсовал. Во-вторых, личинка комара-горожанина способна жить в очень грязной воде, в которой ее дикие собратья неминуемо погибли бы. Далее: для брачного полета обыкновенным кровососам требуется простор, а те, которые живут в домах, обходятся небольшим пространством. И, наконец, городские комары, вопреки непременному правилу своего племени, могут откладывать яйца (речь идет о самой первой кладке), даже не отведав крови — им достаточно тех питательных веществ, которые накопила личинка в густой воде подвалов и чердаков.

Городские комары — явление не такое уж новое. В Ленинграде их замечали и до войны, в Москве — еще раньше. В некоторые годы излюбленным местом размножения этой расы становится столичное и ленинградское метро — ведь достаточно небольшой лужицы, чтобы в течение двух недель в ней вывелись крылатые кровососы.

Комар-горожанин распространен по всей Европе, в некоторых местах за ее пределами и у нас в Сибири. Только на Дальнем Востоке его нет. Но там есть его «заместитель», который сейчас стал привыкать к городской жизни.

Вообще же эта проблема — и в научном, и в практическом смысле — мирового масштаба. Развитие цивилизации, рост городов дали толчок эволюции комаров. На наших глазах рождается особая разновидность насекомых, которая энергично осваивает необычные для нее условия существования. Как полагают некоторые специалисты, городская раса может превратиться в новый вид, который, возможно, будет способен жить только рядом с человеком. Уже сейчас замечено, что в более старых городах, например в Париже, «домашние» комары ушли дальше в своем развитии, более отличаются от своего дикого предка. В сравнительно молодых городах, таких как Ленинград, этот процесс еще не зашел так далеко, тем более что нашего комара-горожанина на эволюционном пути постоянно «одергивает» лесной предок, живущий по соседству: он залетает в город, скрещивается с домашним и лишает потомство некоторых приобретенных в подвалах признаков и особенностей.

Одним словом, явления, происходящие в комарином царстве, в том числе и у городских его «подданных», сложны и пока мало изучены. Ученые только сейчас стали понемножку докапываться до сути наблюдаемых явлений.

— Знает ли современная наука пути борьбы с комарами?

— Если говорить о городской расе, то здесь все довольно просто. Надо осушить подвалы, убрать с чердаков бочки и другие емкости с водой — комаров не будет. Но осуществить эти простые мероприятия трудно: бочки с водой предназначены для борьбы с пожарами, а добиться, чтобы все подвалы были сухими в условиях Ленинграда (высокий уровень грунтовых вод), — задача весьма дорогостоящая. Наконец, яды. Они сильно действуют, но их надо применять очень осторожно: это такое оружие, которое одним концом бьет по комару, другим — по человеку.

В санитарной службе Ленинграда и многих других наших городов работают квалифицированные, опытные энтомологи. Они много делают, чтобы остановить наступление комара-горожанина, но не всегда могут добиться нужного результата. Ведь достаточно, чтобы в подвале или на чердаке осталась в живых одна оплодотворенная самка, как все начинается сызнова. Она живет в среднем полтора месяца и успевает три-четыре раза отложить яйца. Чтобы держать комаров на грани уничтожения, нужна систематическая, организованная борьба в масштабах всего города. Хочу подчеркнуть — систематическая, потому что летом из лесов и болот прилетят новые, и они, можно не сомневаться, очень скоро дадут приспособленную к подвалам расу.

Естественно, возникает вопрос: а не ударить ли по диким? Нет ли радикального средства против этой зловредной мелюзги? Не будем сейчас касаться той проблемы, что в природе все взаимосвязано, и выпадение из этой гармоничной системы такого заметного звена, как комары, может отрицательно сказаться на многих других живых организмах (например, молодь рыб лишится корма).

Допустим, этой проблемы не существует. Но даже если мы обрушим на комаров все имеющиеся в нашем распоряжении средства, мы вряд ли покончим с ними. Теоретически, используя мощь современной науки и техники, уничтожить комаров полностью, по-видимому, можно. Но потребуются фантастические затраты. Что же касается практических возможностей… За все время существования человечества люди не смогли истребить до конца ни одного вида вредных насекомых. Пока «удавалось» уничтожить лишь некоторые виды полезных животных…

Сейчас существуют приемы, которые дают возможность искоренить комаров на более или менее значительной территории. Но чтобы она на следующий год не была заселена пришельцами из окрестных местностей, необходимо постоянно держать круговую оборону: защитить свободную от комаров территорию мощным барьером — кольцом шириной в пять-шесть, а может быть и больше, километров, на котором непрерывно вести осушение, химическое опрыскивание и другие мероприятия. Но гарантии успеха нет. Ведь комары в наш век путешествуют в автомобилях, поездах, самолетах. А, как уже говорилось, достаточно приехать одной оплодотворенной самке… В Бразилию завезли как-то из Африки одного малярийного комара, лотом много лет не знали, как с ним разделаться…

Такова общая ситуация. Если же говорить о частностях, то здесь есть и достижения, и нерешенные вопросы. О ядах я уже упоминал — оружие обоюдоострое. Биологические методы борьбы весьма перспективны. Но они так сложны, что в мире пока очень мало специалистов, способных владеть ими. Кроме того, эти методы пока не используются на практике. Наиболее интересные в нашей стране работы ведутся в Зоологическом институте Академии наук Казахской ССР. Там небезуспешно ищут возбудителей массовых болезней комаров. Нащупали одно «перспективное заболевание», вызываемое микроскопическим грибком. Там же работают с маленькой рыбкой, старательно пожирающей личинок. Если она оправдает надежды, это будет большое подспорье в борьбе с кровососами.

О физических методах борьбы одно время говорили очень много. Сейчас не говорят. Не случайно. Прошел период легкомысленных надежд и необоснованных восторгов. В пору расцвета физики некоторым ученым казалось, что эта наука может все. И уж тем более справиться с комарами. Ведь все выглядело очень просто и заманчиво. Самцы комаров издают своими крыльями звук, который привлекает самок. Следовательно, если его воспроизвести каким-либо аппаратом, самки со всей округи слетятся и их можно будет уничтожить.

Я сам увлекался этой идеей и участвовал в ее разработке. Мы вживляли самкам в мозг электроды, чтобы узнать, что именно они слышат. Проводили киносъемки полета комаров со скоростью двадцать тысяч кадров в секунду. Кое-что удалось выяснить. Например, что комариха воспринимает очень узкий диапазон частот. Малейшее отклонение — она уже ничего не слышит. И у каждого вида комаров диапазон слышимости свой собственный. Количество же видов, одновременно нападающих на человека в том или ином месте, достигает двадцати пяти — тридцати. Следовательно, чтобы всех их переловить, надо иметь 25–30 специальных аппаратов, имитирующих писк всех присутствующих в данной местности и в данный момент комаров. А точно определить параметры этого писка чрезвычайно сложно. Прежде всего потому, что существующие средства исследования слишком грубы. Скажем, комары не выдерживают скоростной киносъемки — гибнут через несколько секунд (для съемки нужно сильное освещение). Попутно мы выяснили, что поляризованный свет очень привлекает комаров, как и других насекомых. Следовательно, можно разработать метод быстрого вылавливания всего, что летает. Интересно, но практического значения не имеет: выловим и полезных насекомых. Главный же вывод заключается в том, что современной физике, технике и биологии еще надо изрядно поработать, чтобы вступить в сражение с комарами.

Коротко говоря, комаров потеснить можно. Но это очень не легко. Предстоят длительные, сложные и масштабные исследования в разных направлениях, но их необходимо энергично развивать.

…Юдифь вернулась из вражеского стана ранним утром. Поднявшись на холм, остановилась под деревом у старой, растрескавшейся стены. Солнце еще не взошло, и пробуждающееся небо заливало все вокруг спокойным, нежным, акварельным светом, окрашивая далекие деревья и дома в голубые тона, делая тяжелый меч, который Юдифь принесла с собой и на который теперь опиралась, прозрачным, словно он был изо льда. Служанка, шедшая следом, опустила на траву узел, развязала его, вытряхнула к ногам госпожи голову Олоферна и поспешно отошла в сторону. Юдифь придержала голову ногой. И задумалась.

Какие видения проплывают сейчас перед ее глазами, опущенными к земле? Может быть, она опять увидела сцены уныния и горя тех дней, когда по улицам Ветилуи разнеслась весть о том, что ассирийские войска окружают город? Или ей пришел на память один из последующих дней, в который она, вдова, принарядившись, отправилась со служанкой в лагерь противника? Возможно ей припомнилось, как она, миновав стражу, смело вошла в шатер Олоферна, и грозный военачальник, пораженный ее красотой, забыл спросить, зачем эта женщина здесь, стал упрашивать ее присутствовать на пиру. Юдифь согласилась участвовать в веселье врагов. А когда захмелевший Олоферн уснул, она взяла его тяжелый меч, взмахнула им…

Да, перед нами картина «Юдифь» — один из шедевров Государственного Эрмитажа. Кисть великого венецианского художника Джорджоне изобразила героиню библейской легенды в тот момент, когда красавица-вдова, исполнив свой долг перед согражданами и благополучно ускользнув из лагеря врагов, остановилась в минутной задумчивости над своим страшным трофеем.

О чем она думает, эта прекрасная женщина, попирая отсеченную голову того, кто пришел покорить ее город? Глаза ее опущены, лицо безмятежно…

К образу Юдифи обращались многие живописцы и скульпторы эпохи Возрождения. В ней они видели олицетворение гражданского достоинства, доблести и самопожертвования. Юдифь, созданная Джорджоне, — образ тонкий, сложный и даже загадочный. И может быть, поэтому она так притягивает к себе зрителей.

Впрочем, сам Джорджоне во многом тоже загадка. Один из талантливых мастеров эпохи Возрождения, представитель венецианской школы, он умер (по-видимому, от холеры), едва достигнув тридцатилетнего возраста, успев написать не много. И тем не менее он не затерялся среди таких гигантов, как Леонардо да Винчи, Рафаэль, Микеланджело, Тициан, современником которых был. Картин, принадлежащих его кисти, очень мало, и имеются они не во всех крупнейших музеях мира.

В том немногом, что он успел создать, Джорджоне смог отразить особую, найденную именно им, красоту мира — поэтическую и задумчивую, проникнутую мягкой лиричностью. Как Леонардо в остальной Италии, Джорджоне в Венеции способствовал утверждению стиля Высокого Возрождения с его возвышенными и идеальными образами, совершенной формой.

«Юдифь», написанная, как предполагают, в 1504–1506 годах, за несколько лет до смерти Джорджоне, принадлежит к лучшим его созданиям. Кроме нее в Эрмитаже имеется еще только одна, менее значительная картина мастера. И когда несколько лет назад «Юдифь» исчезла из экспозиции, это с тревогой заметили все ценители и знатоки живописи.

Теперь картина возвратилась в выставочные залы Эрмитажа. Снова перед «Юдифью» подолгу простаивают посетители музея. После долгой разлуки произведение Джорджоне кажется еще более прекрасным и совершенным.

Но только ли кажется? Может быть, картина действительно изменилась?

За те четыре с половиной года, которые она отсутствовала в эрмитажных залах, «Юдифь» совершила путешествие в далекое прошлое — в свою молодость. Об этом путешествии сегодня напоминает лишь небольшой темный квадрат в верхнем левом углу картины. Не все его замечают, а кто и заметит, тут же забудет. А между тем этот квадрат мог бы немало рассказать о «Юдифи» — о ее прошлом и о том, что с нею случилось совсем недавно.