Борис Ляпунов - Химия завтра

Положение очень серьезно. Химия ищет выход и, несомненно, найдет его. Она уже пробует создавать препараты, которые помешали бы вредным насекомым размножаться, делая их бесплодными.

Что еще мы могли бы позаимствовать у «живой химии»?

Сотни запахов различает лягушка, собака — уже до миллиона, кролик — несколько миллионов. Кролика и лягушку, правда, не заставишь работать, зато собачий нюх верой и правдой служит человеку. Если бы собака попала в цех, она по запаху смогла бы определить, не начался ли износ инструмента, найти место, где протекает трубопровод.

И пытаются даже приспособить мух в качестве индикаторов — они покажут, где протекает жидкость в какой-либо гидросистеме. Говорят, что «мушиным» способом американцы испытывают надежность топливного оборудования ракет. Каковы их успехи — об этом, правда, ничего не известно…

Но важно другое. Несомненно, природа подскажет, как устроить тончайший, распознающий запахи прибор.

Любопытно, что разных запахов — десятки миллионов, Надо иметь опытный «нюх» парфюмера, чтобы различать хотя бы сотни. Распознать сложные пахучие вещества химик теперь может далеко не сразу. А что было бы, если обострить обоняние химика, дать ему в помощь искусственный нос?

Он станет контролером на парфюмерном заводе. Криминалистам заменит ищейку. На пищевом комбинате определит, свежие ли продукты. Такой «нос» следил бы за чистотой воздуха в городах и на производстве.

Запах — своего рода химический сигнал, на расстоянии рассказывающий о веществе. И попади искусственный нос в атмосферу другой планеты, он быстро определит ее состав. Этот экспресс-анализ по запаху можно передать в зашифрованном виде по радио.

Да и вообще обостренное обоняние раскрыло бы перед нами целый мир и вне Земли, и на Земле.

Разве не помог бы совершенный прибор по самым незначительным изменениям «спектра» запахов просигналить, что человек заболел? Разве не предупредили бы такие приборы о приближении опасного износа деталей, особенно там, где работают автоматы? Разве не пригодился бы опыт природы, чтобы вообще предупреждать об опасности где бы то ни было — в шахте, на химическом заводе, в кабине космического или подводного корабля?

Рыбы тоже чувствительны к запахам; они замечают в кубометре воды даже миллионную долю грамма примеси. Только поэтому лососевые за тысячи километров находят путь к местам нереста. Как они улавливают запах, мы пока не знаем. Когда же узнаем, сможем, вероятно, построить прибор для своего рода химической связи под водой.

Пусть современный электронный «нос» способен отличить всего несколько химических соединений. Его «потомки» постепенно догонят природу.

Воспользовавшись опытом природы, мы построим приборы, которые по чувствительности во много раз превзойдут современные. Тогда измерению и наблюдению станут доступны такие расстояния, колебания, количества вещества, света и тепла, которые сейчас ускользают от нас.

Подобно тому, как сверхскоростная киносъемка — лупа времени — позволила понять, сколь велико мгновение, сколь богато оно событиями, проникновение за пределы сегодняшней чувствительности приборов, видимо, приоткроет дверь в сверхмалое.

А из малого вырастает большое. Ведь только тогда, когда научились обращаться с невообразимо малыми количествами вещества, смогли открыть и изучить свойства новых элементов, получить вещество сверхвысокой чистоты, применять «меченые» атомы, разделять изотопы.

Когда научились принимать и усиливать слабые сигналы, слабые токи и свет, тем самым распахнули окно во Вселенную. Увеличилась познанная ее часть, более того: она предстала иной — Радиовселенной, Вселенной ультрафиолетового и инфракрасного излучений. И были открыты тогда темные, невидимые радиозвезды и радиогалактики, звезды, которые в обычный телескоп не обнаружить.

Так почему же не предположить, что мир живого не поможет нам приоткрыть завесу скрытого сейчас?

Химик, например, сможет точно определить, какие элементы растворены в морской воде и сколько их там. Сейчас обнаружено сорок четыре. И, несомненно, должны быть остальные. Ведь обнаруживаются же в телах морских животных те из них, какие еще не найдены в воде. Просто нет еще столь сверхтонких методов анализа, просто мы не умеем замечать и обращаться со столь слабоконцентрированными растворами.

Если вспомнить про гигантский объем Мирового океана, малое опять обернется большим. Узнав все о воде, мы сумеем тогда полностью использовать эту «жидкую руду». Она будет поставлять все элементы менделеевской таблицы.

Очень интересным органом обладают киты. Чувствительности этого живого прибора может позавидовать техника. Усатый кит питается планктоном и находит его скопления в толще вод, всегда двигаясь к нему по кратчайшему пути. Но китовая пища скапливается не всюду, а лишь в определенных местах, с определенной соленостью. Кит, очевидно, определяет с высокой точностью (до сотых долей процента!), насколько насыщена солями морская вода, а потому и находит быстро дороге к своему «пастбищу». Может быть, н «опыт» китов пригодится тем, кто изучает океанские богатства?

Поговорим теперь о другом — о хлебе насущном, о пище. В этом разговоре химия будет принимать самое активное участие. Но начнем с вещей известных и даже таких, где химия явно не выступает или выступает в своей старой роли.

Сейчас голодает либо испытывает недостаток в пище особенно белковой — более половины населения Земли.

Если бы всюду, а не только о отдельных местах разумно, по всем правилам науки, вести сельское хозяйство, то урожаи повысились бы в четыре-пять раз. В масштабе всего земного шара — резерв гигантский.

Если бы использовать под земледелие всю площадь, какую только можно занять, то продуктов питания хватило бы на 65 миллиардов человек!

А теперь, если объединить и то и другое, если на всех этих землях еще и снимать наивысшие урожаи, то Земля прокормит самое меньшее 260 и самое большее 325 миллиардов человек!

Искусственный фотосинтез — дальняя перспектива, а более близкая — управление фотосинтезом природным. Если бы мы смогли заставить растения еще лучше использовать солнечный свет, урожаи увеличились бы в несколько раз! Один процент — таков примерно к. п. д. фотосинтеза. Ученые считают, что его можно было бы увеличить, по крайней мере, впятеро!

Несколько десятков химических элементов нужны растению, чтобы оно нормально росло и развивалось. Не думайте, однако, что «несколько» — всего два или три. Точное число — больше 70, почти вся природная часть менделеевской таблицы.

Химия издавна служит поставщиком пищи растениям. Она поставляет удобрения миллионами тонн. Но все равно этого мало. Если бы, например, азотных удобрений она давала вдвое больше, то и пищи дополнительно получилось бы столько, сколько нужно на год четверти миллиарда человек!