ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

Физика — наука, под знаменем

которой произошла научно�

техническая революция ХХ века.

... Нашим потомкам не придётся

открывать физические законы

заново, а успехи физики

и сегодня определяют

направления дальнейшего

прогресса человечества. А.А. Абрикосов,

Нобелевский лауреат 2003 года

Наверное, любой непредвзя�

тый и сознательный гражданин,

даже школьник и студент, чувс�

твует, что с наукой в Украине что�

то не так. Вследствие самоустра�

нения руководящих органов на�

шего государства от надлежащей

финансовой поддержки фунда�

ментальных исследований фак�

тически попираются права учё�

ных на полноценную плодотвор�

ную работу, а молодёжь, увы, не

выражает страстного желания

приобщиться к увлекательной и

всепоглощающей деятельности,

цель которой — ПОЗНАНИЕ.

Более того, когда правят бал

«их величество» деньги, а основ�

ные личностные ценности, на

которые опирается мировоззре�

ние, — культура, мораль, искусс�

тво, образование, наука — отсту�

пают на второй план, то всё, что

требует умственной работы, ста�

новится ненужным, и уже ничто

не может удержать людей от пог�

ружения во тьму.

Такие мысли невольно воз�

никают, когда узнаёшь, что по но�

вому образовательному стандар�

ту, который недавно предложили

в России, физика, а вместе с ней

все другие естественные предме�

ты, кроме математики, (и за это

надо благодарить!) удалены из

списка обязательных школьных

дисциплин. К сожалению, мы

часто повторяем ошибки России.

Одна из них — опасное для

будущего непонимание лидерами

страны того, что физика занима�ет особое место среди другихнаук, поскольку изучает самыеосновные, самые фундамен�тальные законы нашего мира.

Будучи универсальными,

они с успехом работают в разных

пространственных и временных

масштабах, объясняя свойства

звёзд и атомов, кристаллов и жи�

вых клеток, полёт спутников и ра�

боту компьютеров и т.п. Причём

на Земле они тождественны тем,

которые определяют эволюцию

далёких галактик.

И каждый новый открытый

закон или явление давали и дают

дополнительный импульс для

развития человечества.

Поэтому верю в наших ру�

ководителей и надеюсь, что по�

добного стандарта у нас не вве�

дут, хотя обнародованный Про�

ект Концепции о среднем обра�

зовании больших оснований для

оптимизма не даёт.

А чтобы напомнить читате�

лям «Страны знаний», многие

из которых находятся в волни�

тельном состоянии выбора буду�

щего главного дела жизни, чтодала физика, хочу ещё и ещё раз

подчеркнуть: без физики, в час�тности и фундаментальнойнауки, вообще нечего и думать,

что Украина может надеяться на

уважение со стороны других

стран и народов. Лишь просве�

щённое государство, которое ак�

тивно участвует в создании основ

для дальнейшего прогресса, т.е.

растит и заботится о специалис�

тах, способных добывать и ос�

мысливать новые знания о При�

роде и Вселенной, будет ощущать

свою нужность для остального

населения Земли, будет для него

необходимой для собственного

существования единицей, а не

просто территорией.

Многие передовые страны

настолько глубоко осознали роль

новых знаний на современном

этапе развития, что ООН стала

объявлять тот или иной год года�

ми наук. Вспомним — 2005йбыл именно годом Физики,2009й — годом Астрономии,2011й — годом Химии.

ÑËÎÂÎ Ó×ÅÍÎÃÎÑËÎÂÎ Ó×ÅÍÎÃÎ

2

№ 1 2012

....

В.М. Локтев

Безусловно, это свидетельс�

твует о повышении интереса об�

щества к познанию как процес�

су, и, хотел бы думать, наши чи�

новники также обратят на это

внимание и поймут, что без науки нет будущего. Если такое

произойдёт, ситуация радикально

изменится, и школьники массово

станут стремиться к исследова�

тельской деятельности не меньше,

чем теперь к так называемой фи�

нансово�экономической или

юридической.

И тогда уже на школьной

скамье молодёжь будет интере�

соваться научной и образова�

тельной сферами. Ведь она будет

считать их такими, где можно и

нужно приложить собственные

усилия, зная, что впереди жизнь

не только прекрасная, полная

эмоций и радости, но и нор�

мальная по бытовым условиям.

В то же время такая жизнь

очень сложна, потому что наукатребует полной, 100процентной, отдачи, добросовестности, непрерывного профессионального обучения истального характера, ибо без

временами горьких разочарова�

ний, когда что�то не удалось, а

ещё хуже, когда кто�то оказался

искуснее и нашёл ответ на изучае�

мый вопрос раньше, не обойтись.

Поэтому, несмотря на упо�

мянутые сложности, попытаюсь

хоть немного сагитироватьтех, кто колеблется, ибо вре�

мя от времени количество и глу�

бина уже полученных и извес�

тных фактов немножко пугает

даже самых способных и самых

самостоятельных.

Начну с того, действительно ли в физике нужно знать ипомнить, что накопленопредшественниками?

Действительно, из разных

популярных книг и учебников

мы многое знаем. Ну, например,

что Земля не плоская, как мы вро�

де бы видим вокруг, а шарообраз�

ная с радиусом около 6,5 тыс. км.

На другом «конце» размеров ни�

когда не виданные человеком яд�

ра атомов, которые, как нам из�

вестно, состоят из протонов и

нейтронов, а их радиус составля�

ет ничтожную, с бытовой точки

зрения, величину 10�13 см.

Гравитационное или куло�

новское взаимодействия угасают

обратно пропорционально квад�

рату расстояний между телами

или зарядами.

В нашей Галактике пример�

но 1011 звёзд, а температура на

поверхности Солнца оценивает�

ся в 6000 К.

Эти простые, казалось бы,

сведения — лишь малая часть ты�

сяч других, причём абсолютно

разных — простых и сложных

для осознания. А все они вместе

образуют упорядоченную для

тех, кто их понимает, мозаику,

называемую физической картиной мира.

Но даже самые известные

учёные не могут вместить в памя�

ти всю накопленную информа�

цию о Вселенной — это невоз�

можно удержать в голове. Соот�

ветствующие данные во всей со�

вокупности не способен вмес�

тить и ни один существующий

суперкомпьютер, потому что ин�

формация только о размерах,

температуре, спектральном клас�

се и координатах расположения

в пространстве лишь звёзд на�

шей Галактики больше, чем ём�

кость наиболее вместительных

сегодня магнитных дисков.

Если же добавить другие их

важные характеристики, то

объём информации возрастёт в

десятки и сотни раз. И это только

астрономические данные, а есть

ещё частицы, молекулы, вещес�

тва и соединения, материалы и

большое количество их свойств.

Далее — химия, биология,

живая материя ... Последняя, кста�

ти, гораздо разнообразнее и, по

всем признакам, сложнее, чем так

называемая неживая природа и

явления. Её разгадки ждут нас впе�

реди. Однако вернёмся к нашей

теме об уже накопленных данных.

Становится понятным: не

только запомнить, но и запи�

сать куда�нибудь известное ко�

личество букв и цифр невоз�

можно. Но, к счастью, делать та�

кое и не нужно! В этом и заклю�

чается иногда необъяснимая

гармония окружающей нас при�

роды, когда бесконечное разнообразие наблюдаемых ипринципиально разрешённых для реализации естественных и искусственныхэффектов базируется на конечном и весьма небольшомколичестве основополагающих принципов, которые называются ЗАКОНАМИ.

Раскрыв содержание пос�

ледних, удаётся не только понять

и описать множество явлений,

но и предусмотреть новые, ра�

нее неизвестные. Возьмём хотя

бы известную систему уравне�

ний Джеймса Максвелла, ко�

торые были начаты полтора века

назад и дали возможность объе�

динить разрозненную, на пер�

вый взгляд, необъятную сово�

купность электрических и маг�

нитных явлений, а также поста�

вить их на службу людям.

В принципе, основная зада�

ча физики не изменилась — пос�

троить единую теорию, которая

бы в идеале содержала несколько

фундаментальных уравнений,

описывающих все известные

факты, и правильно предсказы�

вала новые.

В случае успеха можно было

бы утверждать, что физика нежи�

вой материи создана, но когда

это произойдёт и произойдёт ли

когда�нибудь вообще, никто ска�

зать не может, по крайней мере,

сейчас. А, следовательно, разга�

дывать физические законы жи�

вой природы нужно по существу

параллельно с построением, так

сказать, теории всего (theory of

everything).

Пытливого человека заинте�

ресует: а откуда мы это знаем и

почему так уверены, что всё про�

исходит именно так, как предпи�

3

К ЧЕМУ МЫ ПРИДЁМ, ЕСЛИ ФИЗИКА СТАНЕТ НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫМ ПРЕДМЕТОМ

ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

сывает физика? Скажем, что в яд�

ре гелия два протона и два ней�

трона, что Земля близка к шару,

что сила притяжения двух объек�

тов пропорциональна их массам,

что уравнения Максвелла описы�

вают электромагнитные волны и

много чего ещё.

Каждый ответит — из экспериментов, которые человечес�

тво давно начало проводить, от�

казавшись от простого созерца�

ния природных явлений и заме�

нив их специально поставлен�

ными, сознательными лабора�

торными опытами.

Уже на рубеже XVI�XVII веков,

то есть всего 300�350 лет назад, лю�

ди пришли к выводу, что познание

природы можно и нужно делать по

примерно такой схеме: наблюдаемое явление → возможное объяснение → выводы и предсказания→ лабораторный эксперимент→ полная теория.

Действительно, после наблю�

дения того или иного процесса

возникает желание его объяснить,

или высказать предположение/ги�

потезу относительно причины его

появления. Затем следуют выводы

и анализ возможных последствий,

проверка которых требует новых

экспериментов; если предсказа�

ние сбудется, следующим является

построение более или менее пол�

ной теории с применением наи�

более современного на соответс�

твующий момент математическо�

го аппарата и возможные обобще�

ния, максимально свободные от

конкретики совершённого.

Что касается предсказаний,

то это могут быть и размерные

числа для проверки измеряемых

величин, и неизвестные ранее

зависимости последних от тех

или иных внешних параметров

или, наконец, иногда неожидан�

ные связи между ними. Однако

не так редко бывает, что предска�

зания не сбываются и необходи�

мо вернуться на второй этап,

предложить или найти другое

объяснение и ещё раз пройти по

тому же пути, повторяя это, пока

всё не станет ясным, а выводы —

прогнозируемыми.

Казалось бы, всё просто, и

цепочка последовательных дейс�

твий понятна и исполняема. Но

это так лишь на первый взгляд, и

существует немало примеров,

когда время от её (цепочки) на�

чала до конца забирало века.

Самый известный — общее

строение Вселенной, схему ко�

торого некоторые мыслители

начали предлагать задолго до но�

вой эры летоисчисления, когда

стала господствующей геоцен�

трическая, система мироздания

Птоломея. Согласно этой систе�

ме центром мира считалась не�

подвижная наша родная планета

Земля, а вокруг неё «летали» Сол�

нце, другие планеты и Луна.

Как это ни странно, но такое

представление, можно сказать,

беззаботно просуществовало бо�

лее полутора тысячелетий и

только, но под напором неопро�

вержимых наблюдений, которые

постепенно совершенствовались

и уточнялись, всё же начало стал�

киваться с серьёзными сложностя�

ми, когда предсказания о положе�

нии небесных тел на сферическом

небосклоне не согласовывались с

их реальным местоположением.

Именно это заставило поль�

ского астронома Николая Коперника в середине XVI�го века

отказаться от геоцентрической

модели и выдвинуть принципи�

ально иную — гелиоцентрическую, по которой центром было

выбрано Солнце, а Земля опреде�

лялась лишь как одна из планет,

отличающихся размерами, усло�

виями существования и орбитами.

Эта система, изначально

жёстко запрещённая церковью,

не только выжила, но и стала

единственно верной благодаря

блестящим измерения ТихоБраге, которые полностью её

подтвердили. И теперь гелиоцен�

трическая система является об�

щепринятой.

В её становлении решаю�

щую роль сыграл эксперимент,

который теперь считается не

только необходимой составляю�

щей, но и критерием истины,

когда речь идёт о познании. При

этом он становится определяю�

щим, когда приводит не только к

качественному знанию, но и ус�

танавливает количественные со�

отношения, поэтому сравнение

вычислений с измерениями —

вполне однозначная и при этом,

в некоторой степени, рутинная и

одновременно ключевая проце�

дура любого очередного погру�

жения в природу вещей.

За годы развития науки бы�

ло проведено много тысяч, если

не десятки тысяч, эксперимен�

тов. О них рассказать невозмож�

но даже при большом на то же�

лании. Но среди них всегда есть

так называемые experimentum

cricis — решающие (лат.), поста�

новка и проведение которых да�

ли ответы на глубинные вопро�

сы своего времени.

Определить их не только

непростая, но и непосильная за�

дача для любого, включая специ�

алистов. Но соответствующий

отбор может осуществляться

коллективно, что в отношении

физических экспериментов

фактически было сделано пять

лет назад одной из самых извес�

тных газет мира «New York Ti�

mes», которая провела опрос

нескольких тысяч физиков в

различных странах.

Каждый из них должен был

назвать 10 самых красивых и

важных для дальнейшего прог�

ресса экспериментов физичес�

кого направления. Поэтому счи�

таю нужным для расширения

эрудиции читателей рассказать о

тех экспериментах, которые та�

ким образом попали в первую де�

сятку. В следующем номере жур�

нала расскажем про 10 выбран�

ных экспериментов.

(Продолжение следует)

В.М. Локтев,академик НАНУ,

заведующий кафедрой НТУУ «КПИ»

№ 1 2012

4

Статья Виктора Михайловича Глушкова, которую мы

предлагаем вам для вниматель�

ного прочтения, была опублико�

вана в журнале «Вестник Акаде�

мии наук СССР», № 9, 1974 г.

Статья — это отчёт о про�

деланной работе учёных�мате�

матиков перед своей страной,

которая вкладывала не малые

народные деньги в науку.

В статье ясно видна гор�

дость за отечественную науку, и

ведь было чем гордиться. Проч�

тите, и надеемся у вас появится

гордость за учёных .

Чем ещё ценна эта статья

для вас — вы узнаете историю

развития в нашей стране мате�

матики, кибернетики, какие но�

вые направления, благодаря ра�

боте наших учёных начали раз�

виваться, и наш вклад в мировую

науку.

И ещё, о скромности велико�

го учёного, организатора, общес�

твенного деятеля — В.М. Глуш�

кова, заметьте в статье ничего

не сказано о его работе, а его

вклад в науку, в создание ком�

пьютерной техники получили

мировое признание.

Утверждение, что математи�

ка в современном мире играет ог�

ромную роль, превратилось в дос�

таточно банальную истину. Об�

щеизвестно, что многие отрасли

науки и техники своими успеха�

ми в значительной степени обяза�

ны широкому использованию ма�

тематических методов. Прежде

всего, это относится к так называ�

емым точным наукам — механике

твёрдого тела, теоретической фи�

зике, квантовой химии.

Мы являемся свидетелями

проникновения математики и в

такие разделы науки, где до не�

давнего времени господствова�

ли, в основном, качественные

методы исследования. На наших

глазах возникли и бурно разви�

ваются математическая эконо�

мика, математическая биоло�

гия, математическая лингвис�

тика и многие другие матема�

тизированные и математизи�

руемые области знания.

Что же делает математику

столь универсальным и мощным

инструментом исследования? Од�

но из самых глубоких и точных

высказываний, определяющих её

место в системе наук, принадле�

жит знаменитому физику Нильсу

Бору: математика — этобольше, чем наука, это — язык.

На первый взгляд может по�

казаться, что в этом определении

нет ничего особенного. В конце

концов, каждая наука создаёт

свой собственный язык в виде

специальной терминологии,

сокращённых символических

обозначений и т. п.

Достаточно сослаться на

специфическое терминологичес�

кое богатство языков современ�

ной медицины, геологии, биоло�

гической систематики, вспом�

нить о символике химических

формул, языке чертежей и схем.

Однако язык математики

имеет одну отличительную, ста�

вящую его в особое положение,

черту: над ним усилиями многих

поколений математиков воз�

двигнуто огромное стройное

здание дедуктивных построе�ний. Потому всякий раз, когда

та или иная задача в любой об�

ласти науки может быть сфор�

мулирована на данном языке, к

услугам исследователя оказыва�

ется и определённая часть зда�

ния в виде соответствующего

математического аппарата.

Благодаря этому, как прави�

ло, удаётся сэкономить массу абс�

трактной мыслительной работы

(дедуктивных построений), зат�

рачиваемой на получение нуж�

ных выводов. Например, сформу�

лировав задачу на языке диффе�

ренциальных уравнений, специ�

алист любой отрасли знания по�

лучает в руки готовый аппарат

для численного решения задачи,

РОЛЬ МАТЕМАТИКИ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ

ÌÀÒÅÌÀÒÈÊÀÌÀÒÅÌÀÒÈÊÀ

Виктор Михайлович Глушков(1923 /1982) — выдающийся

советский математики кибернетик

ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

6

№ 1 2012

изучения качественных особен�

ностей этого решения и т. п.

Таким образом, высказыва�

ние Бора можно дополнить: «Математика — это больше, чемязык, это язык с воздвигнутымнад ним зданием дедуктивныхпостроений».

Возможности и перспективы

применения математики в других

науках оказываются тем самым

тесно связанными с двумя внут�

риматематическими проблемами

— дальнейшим развитием её язы�

ка и непрерывным наращивани�

ем и совершенствованием выся�

щегося над ним здания. Работа в

обоих направлениях стимулиру�

ется как задачами, возникающи�

ми в рамках самой математики,

так и прикладными, поставляе�

мыми другими науками.

В различные периоды разви�

тия математики относительное

значение этих двух групп стиму�

лов (внутреннего и внешнего)

менялось, однако во все времена

существовало их органическое

единство, обеспечивающее

единство чистой и прикладной

математики.

Успехи чистой математики,

расширяя и укрепляя здание де�

дуктивных построений, способс�

твуют, в конце концов, укрепле�

нию мощи математики как аппа�

рата прикладных исследований.

В свою очередь, успехи

прикладной математики, расши�

ряя язык математики и круг реша�

емых ею задач, предопределяют

создание новых областей мате�

матических исследований и дос�

тижения чистой математики.

Сегодня зачастую невозмож�

но определить, где кончается

прикладная математика и начи�

нается чистая, и наоборот.

Одним из важных внутрен�

них стимулов, обусловливаю�

щих развитие математики в на�

ши дни, продолжает оставаться

доставшийся нам от предыду�

щих поколений учёных ряд

трудных проблем. Решение

многих из них было найдено в

последние годы, но наряду с тем

возникли и возникают новые.

Решение каждой трудной

математической проблемы пред�

ставляет интерес и само по себе,

но значение такого события мно�

гократно возрастает, если при

этом (как чаще всего и бывает)

создается новый математичес�

кий аппарат, имеющий широкую

область применений.

История развития матема�

тики в Академии наук СССР мо�

жет дать тому немало примеров.

Достаточно указать на ме�

тод тригонометрических сумм,

предложенный академиком

И.М. Виноградовым для реше�

ния известных проблем Варинга и Гольдбаха в аддитивной те�

ории чисел. Или на созданный

академиком Л.С. Понтряги�ным новый мощный аппарат

(теория характеров с принци�

пом двойственности) для изуче�

ния коммутативных локально

компактных групп (стимулом

для создания этого аппарата

послужили исследования по так

называемой пятой проблемеГильберта).

Есть также много примеров,

когда обобщающие результаты и

новые постановки задач в рамках

старых разделов математики

приводили к возникновению в

ней новых разделов. Так, локаль�

ная теорема академика

А.И. Мальцева привела к общей

теории моделей (А.И. Мальцев,А. Тарский и другие).

Работа академика С.Л. Собо�лева, в которой при решении за�

дачи Коши для линейных диффе�

ренциальных уравнений гипер�

болического типа были впервые

введены обобщённые функции,

послужила отправной точкой для

развития современной теорииобобщённых функций — мощ�

ного аппарата исследований, как

в чистой, так и в прикладной ма�

тематике (Л. Шварц и другие).

Новые теории, вытекающие

из внутриматематических нужд,

служат, как мы уже говорили,

прежде всего, для укрепления и

расширения здания самой мате�

матики, но нередки случаи, когда

математический аппарат, перво�

начально предназначенный для

достаточно абстрактных, далё�

ких от практики целей, впоследс�

твии приобретал важное прик�

ладное значение.

Так, теория групп, созданная

в прошлом столетии для изуче�

ния вопроса о разрешимости ал�

гебраических уравнений в ради�

калах, в наши дни стала играть

важную роль в теоретической

физике и кристаллографии.

Математическая логика,

служившая вначале для подведе�

ния прочного фундамента под

математические построения и

выводы, стала мощным практи�

ческим инструментом при про�

ектировании электронных вы�

числительных машин и средств

дискретной автоматики.

Другой внутриматематичес�

кий источник совершенствова�

ния здания математики — разви�

тие языка, на котором формули�

руются математические понятия

и результаты, приводящие к пе�

рестройке тех или иных её разде�

лов с позиций как большой общ�

ности и строгости, так и ясности

и простоты изложения.

В течение последнего столе�

тия здание математики подверга�

лось серьёзной перестройке, по

меньшей мере, 3 раза.

Прежде всего, это была перестройка математическогоанализа на теоретикомножественной основе. Затем осно�

вания математики были перес�

мотрены с формальноаксиоматических позиций (с привлече�

нием конструктивных методов).

Третья перестройка, завер�

шающаяся в наши дни, связана собщим процессом алгебраизации математики и подведением под многие её разделыединообразного алгебро�то�пологического фундамента (в

результате появилось много�

томное издание «Элементы

7

РОЛЬ МАТЕМАТИКИ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ

математики», подготовлен�

ное коллективом французских

математиков под псевдонимом

Н. Бурбаки).

Всякая разумная перестрой�

ка и совершенствование языка

математики приводят к новому

росту её возможностей как инс�

трумента исследования. Повы�

шается степень обоснованности

применений этого инструмента,

расширяются их границы.

С новым языком приходит,

как правило, и новая интуиция,

а также новое понимание оче�

видности и ценности результа�

тов. О том, в какой степени соз�

дание нового языка увеличива�

ет прикладную мощь математи�

ческого аппарата, можно судить

по той большой роли, которую

сыграл язык векторного и тен�

зорного анализа в становлении

и развитии теории относи�

тельности и современной тео�

рии гравитации.

Немалое значение для пони�

мания проблем, выдвигаемых

астрофизикой и космогонией,

имеют и будут иметь современ�

ные алгебро�топологические ме�

тоды изучения свойств мно�

гообразий в целом.

По�прежнему важнейшим

стимулом развития математики

остаются прикладные задачи,

возникающие в рамках других

наук. Со времён Л. Эйлера учё�

ные нашей Академии не только

решали прикладные задачи, но и

создавали на их основе новые

разделы математики, оттачивали

необходимый для этого матема�

тический аппарат.

Имена академиков П.Л.Чебышева, А.М. Ляпунова,В.А. Стеклова и других сияют,

как звёзды первой величины,

далеко за пределами собствен�

но математики. Эта традиция

сохранена и умножена матема�

тиками Академии наук СССР.

Так, решая задачи гидроди�

намики, академик М.А. Лаврен�тьев создал новое направление

в теории приближённых конформных отображений на ос�

нове использования вариацион�

ных методов. Работы академика

М.В. Келдыша по гидродина�

мике, аэродинамике и автомати�

ческому регулированию орга�

нически связаны с полученны�

ми им фундаментальными мате�

матическими результатами втеории функций комплексного переменного, теории приближения в комплексной области, теории несамосопряжённых операторов и пр.

С помощью предложенных

Мстиславом ВсеволодовичемКелдышем новых математичес�

ких методов М.А. Лаврентьев до�

бился практически важных ре�

зультатов в области теории волни струй, разработал гидродина�

мическую теорию кумуляции,

нашёл неожиданные возможнос�

ти применения теории аналити�

ческих функций для изучения яв�

лений детонации и направлен�

ного взрыва. Им и М.В. Келдышем

построена теория движения

крыла под поверхностью жид�

кости. М.В. Келдыш создал теорию подъёмной силы крыла самолета с учётом сжимаемости воздуха, теорию флаттеракрыла и теорию автоколебаний колёс самолёта.

Работы академика Н.И. Мус�хелишвили по применению тео�

рии функций комплексного пе�

ременного в теории упругости

естественным образом перешли

в русло нового раздела математи�

ки — теории сингулярных интегральных уравнений, в разра�

ботку которой им внесен опреде�

ляющий вклад.

Академик А.Н. Колмогоров,отталкиваясь от практических за�

дач теории диффузий, пришёл к

общему понятию марковских

процессов и создал аналитичес�

кий аппарат для их изучения. Вы�

росшая из этих работ общая теория случайных процессов ста�

ла мощным исследовательским

инструментом в современной те�

ории управления и связи, в ради�

оэлектронике и других областях

науки и техники. Важнейший

вклад сделан А.Н. Колмогоровым

в теорию турбулентности.Исследования академика

Л.В. Канторовича по оптимиза�

ции использования ресурсов в

области экономики привели его

к общим постановкам задач ли�

нейного программирования.

Теория линейного программирования, развитая им и Дж.ван Данцигом, нашла примене�

ние далеко за пределами эконо�

мической науки. Из практичес�

ких задач теории управления ро�

дился принцип максимумаЛ.С. Понтрягина. Наряду с тео�

рией динамического программи�

рования, предложенной Р. Бел�лманом, результаты Л.С. Понтря�

гина служат основой для реше�

ния многочисленных задач в ма�

тематической экономике, теории

оптимальных процессов и т. п.

Много примеров создания

новых математических методов

и теорий для решения приклад�

ных задач связано с именем ака�

демика Н.Н. Боголюбова.Назовём, в частности, асим�

птотические методы исследова�

ния нелинейных дифференци�

альных уравнений, нашедшие

важные практические приложе�

ния в разных областях (напри�

мер, для расчёта ускорителей эле�

ментарных частиц). Его результа�

МстиславВсеволодович

Келдыш (1911/1978)

Николай НиколаевичБоголюбов (1909/1992)

Андрей НиколаевичКолмогоров (1903/1987)

ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

8

№ 1 2012

ты по аналитическим продолже�

ниям обобщённых функций сыг�

рали важную роль в развитии теории сильных взаимодействийквантовой теории поля.

Н.Н. Боголюбову принадле�

жит математическое осмысление

техники перенормировки в кван�

товой электродинамике. Им пос�

троена микроскопическая теория сверхтекучести, создан но�

вый метод изучения явлениясверхпроводимости.

Немало сделано для разви�

тия математических методов и

их применений учёными, ос�

новные работы которых отно�

сятся к областям науки, тесно

связанным с математикой (ме�

ханика, геофизика и др.). Так,

академиком А.А. Дородницы�ным предложен метод интег�

ральных соотношений, выпол�

нены работы по приближённым

методам исследования гипер�

звуковых течений. Интересные

результаты получены академи�

ком Н.Н. Красовским по ли�

нейным уравнениям с запазды�

вающим аргументом, по теории

устойчивости «в целом» и т. д.

Сочетание глубоких теоре�

тических исследований с важны�

ми практическими приложения�

ми их результатов характерно

для деятельности большинства

членов Отделения математики

Академии наук СССР.

Помимо названных нами

имён, в этом ряду могут быть с

полным правом упомянуты ака�

демики И.Н. Векуа, В.С. Вла�димиров, Ю.В. Прохоров,А.Н. Тихонов, члены�коррес�

понденты АН СССР А.В. Бицадзе,И.М. Гельфанд, М.М. Лаврен�тьев, А.А. Самарский, С.В. Яб�лонский и другие.

При решении прикладных

задач в последнее время возник

целый ряд новых областей мате�

матики: теория массового обслуживания, теория игр, теорияавтоматов, прикладная теория алгоритмов и др.

Принципиально новая

страница в истории математики

и её приложений к другим нау�

кам открылась в связи с изобре�

тением ЭВМ. Здесь человек

впервые встретился с устройс�

твами, потенциальные возмож�

ности которых в области дедук�

тивных построений значитель�

но превосходят его собствен�

ные. Это обстоятельство будет

иметь решающее значение для

дальнейшего развития матема�

тики и комплекса дедуктивных

наук вообще, а не для одних

лишь «вычислительных» их раз�

делов, как это обычно считают.

Следует сразу оговориться,

что сегодня подобная узкая точка

зрения в какой�то мере оправда�

на. Ибо хотя современные ЭВМ

могут в принципе выполнять лю�

бые дедуктивные построения, их

нынешняя архитектура и состав

математического обеспечения

ориентированы, в основном, на

сравнительно небольшой класс

дедуктивных построений типа

обычных процедур вычислитель�

ного характера, хотя и более об�

щих, чем обычные вычисления.

Чтобы полнее охарактеризовать

класс задач, которые можно с ус�

пехом решать на имеющихся

ЭВМ, приведём один пример.

Предположим, что нам нуж�

но изучить поведение системы со

множеством качественных пара�

метров, т. е. параметров, каждый

из которых может принимать оп�

ределённое конечное число раз�

личных значений — «хорошо»,

«удовлетворительно», «плохо»

или 1, 2, 3, 4 и т. д. К таким систе�

мам принадлежат организм чело�

века или животного, человечес�

кое общество. В целях определён�

ности будем считать, что мы име�

ем дело с человеческим организ�

мом. Параметры, о которых идёт

речь, касаются состояния различ�

ных органов, их отдельных час�

тей, систем регулирования, инди�

видуальных свойств характера, а

также различного рода внешних

воздействий (режим работы и от�

дыха, питание, физические уп�

ражнения, приём лекарств и ле�

чебных процедур и т. п.).

Далее, предположим, что

учёными различных специаль�

ностей найдены логико�времен�

ные зависимости между парамет�

рами. Обычная форма представ�

ления таких зависимостей — это

совокупность утверждений типа:

«Если в какой�то момент времени

параметры хi1, xi2, ..., x ik, yj1, yj2, ..., yjk

имели значения a i1, .... aih, bj2, ..., bje,

то через промежуток времени

параметр хi перейдёт с вероят�

ностью р в состояние ai».

Имея все возможные зависи�

мости подобного рода для каж�

дого из внутренних параметров

х1, х2 ..., хп, характеризующих

систему, зная их начальные зна�

чения, а также то, как изменя�

ются во времени все параметры

у1 у2, …, ут, характеризующие

внешние воздействия на систе�

му, в принципе оказывается воз�

можным шаг за шагом устано�

вить законы распределения веро�

ятностей значений всех внут�

ренних параметров для момен�

тов времени , 2, 3 и т. д.

Таким образом, в принципе

решается задача прогноза состо�

яния организма (с учётом инди�

видуальных свойств человека)

при различных вариантах внеш�

них воздействий. Следует, одна�

ко, принять во внимание одно не�

маловажное обстоятельство. Де�

ло в том, что для сколько�нибудь

реальной постановки указанная

задача должна иметь многие ты�

сячи параметров и многие десят�

ки (и даже сотни) тысяч элемен�

тарных логико�временных соот�

ношений. Поэтому человеку, не

пользующемуся ничем, кроме

арифмометра, карандаша и бума�

ги, может не хватить всей его

жизни для просчёта даже одного

варианта такого прогноза.

Современные ЭВМ, уско�

ряя процесс вычислений (и

другие операции, необходимые

для решения приведенной на�

ми задачи) в десятки миллио�

нов раз, превращают годы в се�

9

РОЛЬ МАТЕМАТИКИ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ

кунды (в году насчитывается

немногим более 30 млн. с).

Таким образом, описанная

схема решения задачи, совер�

шенно бесполезная в домашин�

ную эпоху, при использовании

ЭВМ становится действенным

средством дедукции.

Поскольку в указанную

схему укладывается большое

число различных задач из сфе�

ры биологических и социаль�

ных наук, становится ясным,

почему применение ЭВМ при�

водит к возможности матема�

тизации этих наук.

Язык классической вычис�

лительной математики — это,

прежде всего язык формул алгеб�

ры и анализа, причём формул,

достаточно простых для ручного

счёта. Язык современной вычис�

лительной математики — это

язык алгоритмов и программ,

включающий старый язык фор�

мул в качестве частного случая.

При этом ограничения и

сложности, уже сегодня неизме�

римо меньшие по сравнению с

классической математикой, бла�

годаря быстрому прогрессу элек�

тронной вычислительной техни�

ки становятся с каждым днём всё

слабее и слабее.

Классическая вычислитель�

ная математика была нацелена на

изучение относительно простых

систем. Её язык ориентировался

на описание непрерывных пара�

метров и специальных зависи�

мостей, характерных, прежде

всего для механики и физики.

Современная вычислительная

математика даёт возможность

эффективного изучения слож�

ных (многопараметрических)

систем. Её язык универсален в

том смысле, что он пригоден для

описания параметров и зависи�

мостей любого характера. Тем са�

мым создаётся основа для иссле�

дования дедуктивными методами

объектов и явлений в науках, не

принадлежащих к числу точных.

Да и в самих точных науках

многие задачи удавалось дово�

дить до числа только при таком

огрублении их условий, что ре�

шение годилось разве лишь для

качественной ориентировки.

Для более точного решения

нужно было прибегать к доро�

гостоящим экспериментам на

реальных объектах или их фи�

зических (натурных) моделях.

Благодаря появлению и

развитию ЭВМ круг задач, реша�

емых расчётными способами и

при помощи математического

моделирования, непрерывно

расширяется, отвоевывая у клас�

сических экспериментальных и

наблюдательных методов всё

новые и новые области.

Сам эксперимент сегодня

также радикальным образом ме�

няет своё лицо. Сложные экспе�

риментальные установки снаб�

жаются встроенными в них ЭВМ,

которые автоматически считы�

вают и обрабатывают получае�

мые данные, осуществляют уп�

равление экспериментом. Более

простые установки и приборы

обслуживаются коллективно од�

ной ЭВМ, общей для целой лабо�

ратории или даже группы лабо�

раторий. Постепенно пробивает

себе дорогу точка зрения, что ка�

чество экспериментальной уста�

новки должно оцениваться не по

физическим параметрам, а по

количеству и качеству получае�

мой от неё информации.

Развитие ЭВМ приводит к

тому, что естествоиспытатели�те�

оретики начинают пересматри�

вать свой традиционный девиз

«мир устроен просто», сослужив�

ший науке огромную службу в до�

машинную эпоху. Ведь, по сущес�

тву, они не имели в то время аль�

тернативы, а испытанный девиз

нацеливал их внимание на те об�

ласти, где он действительно оп�

равдывался. Разумеется, и сейчас

его рано сдавать в архив. Однако

в наше время его целесообразно

дополнить: «в некоторых своих

частях мир всё же устроен

сложно». Ведь только под этим

новым девизом могут широко

развиваться дедуктивные методы

исследования сложных биологи�

ческих и социальных систем.

Да и современные техни�

ческие системы, применяемые в

управлении экономикой, кос�

мическими полётами, сложны�

ми технологическими процес�

сами, вряд ли можно эффектив�

но изучать и тем более проекти�

ровать под старым девизом.

Создание таких систем и самих

вычислительных машин сегод�

ня возможно лишь при условии

автоматизации процессов про�

ектирования с помощью ЭВМ в

диалоговом (человек — маши�

на) режиме.

Развиваются специальные

машинные языки для моделиро�

вания на ЭВМ сложных техни�

ческих систем (в первую очередь

систем управления).

Сергей ЛьвовичСоболев

(1908 /1989)

Анатолий ИвановичМальцев

(1909/1967)

Михаил АлексеевичЛаврентьев (1900/1980)

НиколайНиколаевич

Красовский (1924)

Иван МатвеевичВиноградов (1891/1983)

ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

Успехи вычислительной ма�

тематики бесспорны. Однако всё

ещё имеет место существенное

различие между аналитическим

(формульным) и численным (в

виде машинной программы) ре�

шением задачи. Помимо боль�

шей сжатости и наглядности

формульного языка по сравне�

нию с языком произвольных ал�

горитмов и программ, между ни�

ми есть ещё два гораздо более су�

щественных различия. Во�пер�

вых, когда решение представлено

в виде формулы, можно дедуктив�

ным путём выводить его некото�

рые общие (например, асимпто�

тические) свойства. Во�вторых,

формулы можно преобразовы�

вать из одного вида в другой в за�

висимости от предъявляемых к

ним требований.

Нетрудно понять, что ука�

занные преимущества формуль�

ного языка вызваны причинами

чисто исторического характера

и рано или поздно исчезнут в ре�

зультате развития теории языков

программирования. Прежде все�

го, есть возможность введения

систем микрооператоров и

кратких обозначений для них,

которые были бы ориентирова�

ны на определённые классы

применений (подобно тому как

формульные макрооператоры

sin x, (знак интеграла от a до b)

f(х)dx и др. ориентированы на

применение в традиционных

точных науках, например в ме�

ханике и физике). В результате

частого употребления они сде�

лаются, в конце концов, столь же

привычными и наглядными, как

и классические макрооперато�

ры алгебры и анализа. Исследо�

вание свойств этих макроопера�

торов и правил их композиции

позволит (как и в случае фор�

мул) изучить по записи алгорит�

ма общие свойства представляе�

мых им решений. Наконец, уже

сегодня заложены основы алгеб�

ры алгоритмов и программ, с по�

мощью которой можно осу�

ществлять их формальные экви�

валентные преобразования, по�

добно тому, как это делается

применительно к формулам.

Иными словами, над языком

алгоритмов и программ должно

быть возведено здание дедуктив�

ных построений, аналогичное

тому, которое было сооружено

над обычным формульным язы�

ком трудами многих поколений

математиков. Когда первое зда�

ние догонит в своём росте вто�

рое и поглотит его, принципи�

альная качественная разница

между аналитическими и чис�

ленными решениями исчезнет.

Что же касается количес�

твенного различия, определяе�

мого степенью сложности изу�

чаемых объектов и описываю�

щих их программ, то и здесь на�

мечается вполне естественный

выход. Разумеется, далеко не од�

но и то же определить асимпто�

тическое поведение решения,

представляемого простой или

сложной формулой. Количество

нужных дедуктивных построе�

ний во втором случае будет ес�

тественно больше.

Не следует забывать, однако,

что ЭВМ — это потенциальный

дедуктор, гораздо более мощ�

ный, чем человеческий мозг. При

условии автоматизации соот�

ветствующих дедуктивных пос�

троений качественное исследо�

вание решений, представляемых

сложными программами, может

оказаться не более трудной зада�

чей, чем аналогичная задача для

простых формул сегодня.

Вообще, поскольку дедук�

тивные построения над языком

математики будущего по необ�

ходимости должны быть гораз�

до сложнее, успешное развитие

математики и её приложений в

других науках станет невозмож�

ным (или, по крайней мере, бу�

дет сильно затруднено) без авто�

матизации этих построений.

Сейчас есть достаточно инте�

ресные примеры подобной ав�

томатизации, выполненной на

базе универсальных доказываю�

щих процедур в рамках обыч�

ной математической логики.

К сожалению, построенные

на этой основе программы обла�

дают одним существенным не�

достатком: хорошо служа доказа�

тельству теорем в самой матема�

тической логике, они оказывают�

ся довольно беспомощными за её

пределами. Причину подобного

явления понять, нетрудно. Дело в

том, что математическая логика

развивалась до сих пор как аппа�

рат для обоснования математики,

а не как практическое орудие

формализации математических

рассуждений. Применяемые в

ней строительные блоки мелки, а

их ассортимент слишком огра�

ничен, чтобы можно было с их

помощью достаточно легко и

просто описывать построения,

применяемые в содержательных

разделах математики.

Для такого описания в нас�

тоящее время разработан язык

практической математической

логики. Формулировки определе�

ний и теорем, равно как и доказа�

тельства, в этом языке достаточ�

но близки к тем, которые исполь�

зуют математики в своих иссле�

дованиях. Правила вывода в этой

логике объединяются в алгоритм,

так называемый алгоритм оче�

видности, доказывающая сила

которого примерно соответству�

ет уровню, который вкладывается

в понятие очевидности в матема�

тических монографиях.

Дальнейшее развитие алго�

ритма очевидности и разработка

специального языка «подсказок»

приведут к эффективной совмес�

тной работе математика с ЭВМ по

доказательству новых теорем. По

мере совершенствования этой

системы учёным станут доступ�

ными всё более и более сложные

дедуктивные построения. Тем са�

мым будут неограниченно рас�

ширяться возможности примене�

ния математических методов исс�

ледования в других науках.

В.М. Глушков. 1974 г.

10

№ 1 2012

Галилей говорил, что мате�

матика — это язык всех наук. Он

имел в виду науки естественные,

но сейчас это язык и психологии,

и социологии, и других наук.

Кант утверждал: в каждой ве�

щи столько истины, сколько в

ней математики. А Пифагорпытался выразить числами ра�

дость и дружбу, любовь и смерть.

Мы же знаем со школы только,

что «Пифагоровы штаны на все

стороны равны», то есть, «в пря�

моугольном треугольнике квад�

рат гипотенузы равен сумме

квадратов катетов». И всё. А

ведь Пифагор сделал ещё массу

открытий! Или... их сделали дру�

гие? А может, великого матема�

тика вообще не существовало?

Кем был Пифагор для человечес�

тва, мы выясняем у кандидата

физико�математических наук,

члена редколлегии нашего журнала, доцента Николая Васильевича Шмигевского.

«ХОЧУ понять ВСЕЛЕННУЮ»

... Греция. VI век до н.э. Рано

утром на работу в Пифагорей�

ский клуб спешил великий мате�

матик Пифагор в развевающей�

ся белой тоге. За ним шли его

ученики и... пели. Да, в человеке

всё должно быть прекрасно: и

тело, и логический ум, и голос!

Вот Пифагорейский союз и стал

политическим клубом, научным

обществом и спортивной ко�

мандой — три в одном.

А началось всё ещё в детс�

тве: у аристократа Менарха с

острова Самос родился удиви�

тельно красивый мальчик. Пи�

фия напророчила ему красоту и

мудрость, поэтому отец дал же�

не новое имя Пифанида, а сына

назвал Пифагором. Родители решили: сын обя�

зательно должен заниматься

искусством. Обучение его на�

чиналось с пения, а каждый

день — с распевки. И даже когда

мальчик станет великим Пифа�

гором, он не бросит этой при�

вычки, ибо жизнь должна быть

гармонична. А какая гармония

без музыки?

Однако больше всего вдох�

новляла Пифагора магия чисел.

В прямом смысле.

Биография Пифагора была

написана историком и матема�

тиком Ямблихом лишь через

восемь столетий после его смер�

ти. Только из нее мы узнали о ма�

тематике. Ведь никаких его тру�

дов, в том числе и доказательс�

тва им своей знаменитой теоре�

мы Пифагора, у нас нет.

Считается, что, увлёкшись

математикой, Пифагор разыс�

кал самого выдающегося мате�

матика своего времени — Фале�са Милетского, которому тогда

было за 60 лет.

Фалес задался вопросом не

«Как?», а «Почему?» и впервые

ввёл в математику понятие дока�

зательства. Юноше повезло, что

он смог послушать его лекции.

Как губка, он впитывал знания,

но их оказалось мало: Пифагор

хотел понять Вселенную. «Я всё

сказал: езжай к мудрецам Егип�

та, попытайся перенять их

мудрость. Ведь она очень закон�

спирированная»,— сказал учи�

тель. Но выехать из страны было

не так просто.

— А что, уже тогда нужны

были визы?

— Р е к о м е н д а т е л ь н ы е

письма. Стража городов дол�

жна была знать, кто и куда

направляется. Однако достать

рекомендательные письма было

нелегко. И всё же по протекции

друзей и самого Фалеса Пифаго�

ру удалось попасть в Египет, где

он учился 20 лет.

Когда персидский завоева�

тель Камбиз напал на Египет,

вместе с другими пленными Пи�

фагора увели в Вавилон. Там он

жил ещё 10 лет, и жрецы посвя�

тили его в таинства мистерий.

Этот город вызвал у него вос�

торг и изумление. Он быстро ос�

воился, жадно впитывал речи

халдейских жрецов, сам состав�

лял таблицы расположения

звёзд и небесных явлений.

Здесь, наверное, он и пости�

гает законы прямоугольного тре�

угольника, узнаёт теорему, кото�

рая сделает его имя бессмер�

тным. Хотя эта закономерность

издавна была знакома строите�

лям Китая, Индии, Египта.

Лишь через 30 лет он возвра�

тится домой, и в Кротоне — гре�

ческой колонии на юге Италии —

создаст Пифагорейский союз.

Математик�пророк

— Боюсь, молодёжь плохо

знает, что это за союз, и пред�

ставляет его членов суеверны�

ми и смешными вегетарианца�

ми, как их представляли древ�

ТЕОРЕМУ ПИФАГОРА ПИФАГОР НЕ ДОКАЗАЛ

ËÈ×ÍÎÑÒÜ Â ÍÀÓÊÅËÈ×ÍÎÑÒÜ Â ÍÀÓÊÅ

СТРАНАЗНАНИЙ

12

№ 1 2012

ние комедии, но отнюдь не шко�

лой математиков.

— А между тем Пифагор

собрал группу единомышленни�

ков�аристократов и создал союз,

по примеру тайных орденов

Востока. Новые члены давали

клятву хранить в тайне всё, что

происходит в школе, а также не

рассказывать ничего о её осно�

вателе, считавшемся пророком.

— В таких организациях,

очевидно, был и запрет на

женщин?

— Возможно, на Востоке

так и было. Однако, вернувшись

домой, Пифагор в 60 лет женил�

ся на своей ученице Феано.

— Женщина�математик

в то время?

— Да. А Феано была особая ученица — красавица, преданная и увлечённая. У Пифаго�

ра начинается новая жизнь: по�

являются дети — два сына и дочь.

Все они были верными последо�

вателями своего великого отца.

— Один из сыновей Пифа�

гора стал учителем будущего

философа Эмпидокла и посвя�

тил его в тайны пифагорейского

учения. А вот хранение своих

рукописей Пифагор доверил

дочери Дано.

— После смерти отца и

распада союза Дано жила в вели�

чайшей бедности, ей предлагали

большие суммы за манускрипты,

но верная воле отца, она отказа�

лась отдать их в чужие руки.

— Значит, всё же какие�

то документы были?

— Если бы я был внутри их

команды, я передал бы на «Боль�

шую Землю» точные данные. Но

все его труды дошли до нас лишь

в пересказах — Пифагор внед�

рил очень жёсткую халдейскую

систему конспирации, и все соз�

даваемые расчёты делались иск�

лючительно под именем Пифа�

гора. Есть версия, что «теорему

Пифагора» доказал не Пифагор,

а кто�то из его учеников. На се�

годня уже есть около 500 доказа�

тельств теоремы.

Открытие привело в шок— Рассказывают, что Пи�

фагор после открытия знамени�

той теоремы принёс в жертву

Зевсу 100 быков, но скрыл от че�

ловечества другое открытие —

иррациональные числа. Правда?

— В то время знали только

целые числа и дробные. Пифа�

гор и считал — мирозданье ими

исчерпывается. А когда он пос�

троил квадрат со стороной, рав�

ной единице, а потом провёл

диагональ, то с ужасом обнару�

жил, что стороны выражены це�

лым числом, а диагональ не яв�

ляется ни целым, ни дробным.

Получается, существуют от�

резки, которые нужно выражать

неизвестными ему числами! Для

него это был шок: он не мог ра�

зобраться в такой простой фигу�

ре как квадрат! Не поняв громад�

ного значения открытия новых

чисел, пифагорейцы попытались

любой ценой скрыть этот факт.

— Как же тогда о нём уз�

нали?

— Представитель ради�

кального крыла союза Гиппасразгласил тайну. За это был пре�

дан наивысшей мере осуждения

— символическому захороне�

нию — и перестал существовать

для бывших братьев по пифаго�

рейской вере.

Существует легенда, что

вскоре боги покарали его — Гип�

пас погиб в море во время штор�

ма. Но именно благодаря ему мы

знаем, что Пифагор первым

пришёл к парадоксу чисел. Хотя

объявил о них через 100 лет

Эвдокс, а Дедекинд построил

теорию и лишь в XIX веке.

Позже математики открыли

следующие множества: гипер�

комплексные числа, числа Кэли...

Кстати, что делать с числами Кэ�

ли, они до сих пор не знают. И это

нормально: считается, что мате�

матические открытия опережают

внедрение на 100�200 лет.

Наша наука даёт лишь не�

кий запас идей, формул. Потому

именно математика всегда счи�

талась мерилом уровня культу�

ры в стране, хотя непосредс�

твенной прибыли её открытия

не приносили.

Два места в раюзабронировано

— По�моему, в Египте Пи�

фагор усваивает ещё один урок:

публике нужна фанатичная ве�

ра в мистику. Нам в школе ни�

когда не говорили о его увлече�

нии нумерологией. Что оно дало

математике?

— Наука не обогатилась

ни теоремами, ни фактами. Ну�

мерология — это искусство ин�

терпретации неких математи�

ческих текстов. С таким же успе�

хом можно взять таблицу Мен�

делеева и по ней вычислять ха�

рактеры и судьбы.

— Но говорят, Пифагор

обсчитал даже свою душу?

— В те времена была леген�

да: если ты создал хотя бы одно

совершенное число, то попа�

дёшь сразу в рай, не проходя

чистилища. А совершенное число

равно сумме своих делителей: то

есть, 6 делится на 1,2 и 3, и в сум�

ме они составляют шесть. Но

оказалось, что из одноцифро�

вых совершенным может быть

лишь одно это число. И среди

двухцифровых одно — 28. Его

тоже «забронировал» Пифагор.

Два места в раю? Не может

быть! И люди начинают вычис�

лять трёх�, четырёх�, пятизначные

числа. Пифагор заразил челове�

чество поиском этих чисел: на ты�

сячу лет люди просто с ума сошли

только потому, что так сказал Пи�

фагор. Сейчас к поиску подключи�

ли компьютеры, и оказалось, что

есть всего 32 совершенных числа. И 10 из них нашли ещё в древ�

ности рьяные монахи.

— Почему число — совер�

шенное?

— А вот тут и пошла мисти�

ка совпадений. Бог создал Землю

за 6 дней, хотя мог за один, но он

медлил, думая над совершенс�

твом мира. Следующее число 28

13

ТЕОРЕМУ ПИФАГОРА ПИФАГОР НЕ ДОКАЗАЛ

— им оказался лунный цикл в

некоторых культурах. Эти сов�

падения обожествлялись.

Пифагор ввёл в математи�

ку настолько много мистики,

что многие учёные считают —

он пытался увести науку по

ложному пути. Идея числа как

сущности всего, как духовный

наркотик, увлекла учёных на

многие века.

— Может, поднимаясь

на крыльях мистики и астро�

логии, Пифагор таким путём

шёл к фундаментальным сво�

им открытиям — золотому

сечению, например?

— Каждый отрезок пря�

мой линии имеет свою особую

точку, которую вычислил Пифа�

гор и назвал золотой потому,

что она... радует глаз и отвечает

глубинным математическим за�

кономерностям души.

— Это же настоящая

мистика!

— Да нет, это как раз уста�

новленный факт: например, та�

кой точкой у человека является

его пупок, а в архитектурных со�

оружениях — пропорция высо�

ты и основания.

По такому принципу созда�

но всё в живой и неживой приро�

де. Есть золотая точка и у «отрезка

длиною в год» — это 19 мая.

Как вы думаете, вычисляя

свою душу, существовавшую яко�

бы 207 лет назад, он работал на

публику, вычислял закономернос�

ти мироздания или просто свих�

нулся на старости лет?

— Он искал гармонию во

всём, пытался вычислять всё на

свете и утверждал, что число�

вые соотношения — источник

гармонии Космоса, а структура

его мыслилась Пифагору, как

физико�геометрическо�акус�

тическое единство: каждая из

небесных сфер характеризует�

ся комбинацией определён�

ных музыкальных интервалов.

Это и есть гармония сфер. У

Пифагора колоссальное чувство

числа. Говорят, интуиция гения

более надёжна, чем доказательс�

тво посредственности. К Пифа�

гору это относится полностью.

— Не только жизнь, но и

смерть Пифагора загадочна. Вы

знаете точно, как он умер?

— Нет. Есть две версии. Нап�

ример, что он покончил жизнь са�

моубийством. По одной из вер�

сий, враги подожгли дом, где на�

ходился Пифагор со своими уче�

никами. В последний момент они

успели вытолкнуть учителя.

С уходом единомышленни�

ков Пифагор якобы потерял

смысл жизни и решил «бросить

вызов вечности»— так называли

в то время самоубийство.

— Неужели, испытав плен

и скитания, он мог так сло�

маться?

— Мне ближе вторая вер�

сия, она лучше вписывается в

характер Пифагора. По ней он

погиб в ночной потасовке, где в

кулачном бою сражался со сво�

ими политическими противни�

ками. Ведь он был олимпий�

ским чемпионом кулачного боя

и вполне мог выстоять в ноч�

ных разборках.

Но миф это или правда, од�

нако, многие учёные говорят:

Пифагор — это такой феномен,

которого, если и не было, то его

стоило бы выдумать.

— Так, может, нужно де�

тям в школе всё же рассказы�

вать сначала сказки о Пифа�

горе, а потом подавать тео�

рему? Так они лучше запом�

нят её, а ещё увлекутся числа�

ми, смогут мыслить матема�

тическими абстракциями?

— Это ключевой вопрос

образования. У нас процветает

догматическое обучение, уби�

вающее всё живое на корню.

Преподаватель сам опускается

— деревянеет, каменеет и

превращает обучение в муш�

тру, дрессировку, как сказал

классик педагогики АдольфДистервег (1790�1866). И

нужна новая модель обучения.

Через историю науки, через за�

нимательность донести до ре�

бёнка основы науки.

Но провозгласить модель

легко, а вот наполнить её жизнью

должен преподаватель. Однако,

если перед австралийским учите�

лем снимают шляпу, то социаль�

ный статус нашего — неудачник,

мол, в банк не смог устроиться,

так пошёл в школу. Какого полёта

мысли можно ждать от учителя с

психологией неудачника? Имен�

но поэтому я сотрудничаю с на�

учно�популярным журналом

«Країна знань», в котором для

юношества пишут ведущие

учёные. Они и дают ту информа�

цию, которой ни в одном учебни�

ке не сыщешь.

Наука XXI века — колоссаль�

ное перекрещивание идей, когда

происходит синтез физики и ли�

рики, математического знания и

эстетического совершенства. И

мы возвращаемся к Пифагорей�

ской науке о мироздании и сто�

им на пороге нового ренессанса.

Европа давно осознала роль

науки. В Амстердаме, например,

чуть ли не каждая улица носит

имя учёного. В том числе и Пи�

фагора. Потому что люди поня�

ли непреходящее значение нау�

ки всех наук. Революции вспы�

хивают и потухают, отношение

к ним меняется, но теорема Пи�фагора — вечна. Пусть даже и

не он её доказал.

Рафаэль Санти (1483/1520). Пифагор на фреске «Афинская школа»

Не надо особого полёта

фантазии, чтобы в энергии

видеть источник физической

жизни Вселенной, а ключ

к первоисточникам энергии,

как мы в настоящей жизни

знаем, даёт превращение

элементов.Ф. Содди,

нобелевский лауреат

В Древней Греции был соз�

дан замечательный миф о тита�

не Прометее, который не побо�

ялся гнева верховного бога Зев�

са, похитил огонь из горна бога

огня и кузнечного дела Гефеста

и передал его смертным людям.

Прометей дал людям знания, на�

учил их искусствам и ремёслам

и этим даровал человечеству

технический прогресс.

Миф о Прометее содержит

мечту людей о возможности по�

лучения большого количества

дешёвой энергии, без которой

технический прогресс невозмо�

жен. Именно такую энергию че�

ловечество научилось получать

в ХХ веке, осуществив управляе�

мую реакцию деления атомных

ядер под действием нейтронов.

В 1934 г. в Риме выдающий�

ся итальянский учёный ЭнрикоФерми с сотрудниками выпол�

нял фундаментальные работы

по облучению ядер урана ней�

тронами. Для своих эксперимен�

тов Ферми использовал радон�

бериллиевый источник нейтро�

нов, устройство которого было

довольно простым. Небольшой

полый стеклянный шарик запол�

нялся порошкообразным берил�

лием, воздух откачивали, а по�

лость шарика наполнялась ради�

оактивным газом радоном. Ядра

изотопа 222Rn испускают альфа�

частицы с периодом полураспа�

да T1/2 = 3,8235 суток, которые

расщепляют ядра 9Be на две

альфа�частицы и нейтрон (энер�

гия связи ядра 9Be по отноше�

нию к разделению на две альфа�

частицы и нейтрон составляет

всего 1,67 МэВ).

В экспериментах, которые

проводил Ферми со своими сот�

рудниками Эдуардо Амальди,Оскаром д’Агостиньо, Фран�ко Разетти и Эмилио Сегре,происходило, конечно, деление

ядер урана под действием ней�

тронов. Но оно не было обнару�

жено, так как тогда не удалось

надёжно идентифицировать

продукты деления, а Ферми с

сотрудниками не приняли во

внимание статью, присланную

им немецким физико�химиком

Идой Ноддак. Она высказала в

1934 г. предположение о воз�

можности протекания реакции

деления атомных ядер при зах�

вате ими нейтронов, в результа�

те которой ядро распадается на

две или большее число частей,

являющихся изотопами извес�

тных элементов.

Вот что писала Ида Ноддак

по поводу экспериментов, про�

водившихся под руководством

Ферми: «Можно также с равным

основанием считать, что в

этом новом типе ядерного рас�

пада, осуществлённого с помо�

щью нейтронов, имеют место

важные ядерные реакции, отли�

чающиеся от реакций, наблю�

давшихся до сих пор. Можно до�

пустить, что при бомбардиров�

ке нейтронами тяжёлых ядер

(таких, как уран) они раскалы�

ваются на несколько крупных

осколков, которые на деле явля�

ются изотопами (двойниками)

известных элементов, а не сосе�

дями подвергнутых облучению

элементов».

Однако на статью Иды Нод�

дак никто не обратил внимания,

поскольку мировое научное со�

общество тогда ещё не было го�

тово воспринять и обсуждать

эту новую идею.

Работы группы Ферми сыг�

рали важную роль в развитии

ядерной физики, так как они

позволили открыть целый ряд

новых искусственных радиоак�

тивных элементов. За эти работы, в которых была открыта искусственная радиоактивность, вызванная бомбардировкой ядер медленныминейтронами, Ферми была при�

суждена Нобелевская премия по

физике за 1938 г.

Близки к открытию деления

ядер были также Ирен Жолио�Кюри и Павле Савич, работав�

шие в Париже. Они в 1938 г. об�

лучали уран нейтронами, но не

смогли правильно определить

химические элементы, образо�

вывавшиеся при расщеплении

ядер урана. Они полагали, что в

своих экспериментах получали

новый трансурановый элемент.

СТРАНАЗНАНИЙ

ÔÔÈÇÈÊÀÈÇÈÊÀ

№ 1 2012

Немецкие физики Отто Гани Фриц Штрассман открыли

деление ядер под действием ней�

тронов в 1938 г. Гану и Штрассма�

ну трудно было поверить, что

они действительно наблюдали

деление ядер урана под действи�

ем нейтронов, так как в возмож�

ность этого процесса не верили

знаменитые учёные Эйнштейн,Планк, Бор и Ферми. Поэтому

Ган и Штрассман написали в сво�

ей статье, опубликованной в не�

мецком журнале «Натурвиссен�

шафтен» 6 января 1939 г., что

они наблюдали в результате

взаимодействия нейтронов

очень малой энергии с ядрами

урана три элемента среднего

атомного веса: барий (Z = 56),

лантан (Z = 57) и церий (Z = 58).

О своём открытии Ган сооб�

щил Лизе Мейтнер, с которой

он работал более тридцати лет.

Однако в это время Лизе Мейтнер

находилась в эмиграции в Сток�

гольме. Вместе со своим племян�

ником Отто Фришем, позже по�

лучившим прозвище «Деление»,

они правильно интерпретирова�

ли открытие Гана и Штрассмана

как деление ядер урана.

Мейтнер и Фриш опублико�

вали историческую статью

«Деление урана с помощьюнейтронов – новый тип ядерной реакции» в английском

журнале «Нейчур» 11 февраля

1939 г. В ней было дано объясне�

ние фактов, обнаруженных Га�

ном и Штрассманом.

Они писали: «Поэтому ка�

жется возможным, что ядро

урана обладает лишь неболь�

шой стабильностью и может

после захвата нейтрона разде�

литься на два ядра примерно

равной величины. Эти два ядра

будут отталкивать друг друга

(потому что оба несут боль�

шие положительные заряды) и

должны получить кинетичес�

кую энергию около 200 миллио�

нов электронвольт, как это

рассчитано по ядерному радиу�

су и заряду».

За открытие реакции деления ядер нейтронами Ганубыла присуждена Нобелевскаяпремия по химии за 1944 г.

Лизе Мейтнер и Отто Фриш

назвали новый тип ядерной ре�

акции делением ядра из�за его

внешнего сходства с процессом

деления клетки, приводящего к

размножению бактерий, точно

так же, как ранее Резерфордввёл понятие «ядро атома» по

аналогии с ядром клетки. Вско�

ре в 1939 г. датчанин Нильс Бори американец Джон Уилер на

основе аналогии между ядром и

жидкой каплей построили тео�

рию процесса деления. Анало�

гичную теорию независимо

предложил также в 1939 г. совет�

ский физик Яков Френкель.Реакция деления под дейс�

твием нейтронов наблюдается

на ядрах тория (90Th), протакти�

ния (91Pa) и урана (92U), а также

на ядрах трансурановых элемен�

тов, т. е. элементов, расположен�

ных за ураном. Деление ядер мо�

жет происходить под действием

медленных или быстрых ней�

тронов. Способность делиться

под действием нейтронов раз�

лична для разных изотопов ядер,

причём она существенно зави�

сит от энергии нейтронов.

Например, природный уран

содержит около 0,72% ядер изо�

топа 235U, а остальное – ядра

изотопа 238U. Оказывается, ядра235U способны делиться под

действием нейтронов, имеющих

сколь угодно малые кинетичес�

кие энергии, в то время как ядра238U могут делиться только под

действием быстрых нейтронов,

кинетические энергии которых

превосходят величину 1.44 МэВ.

Отметим, что изотоп 235U

открыл профессор Чикагского

университета Артур ДжеффриДемпстер в 1935 г.

При делении тяжёлых ядер

под действием нейтронов, кро�

ме ядер�осколков, образуются

вторичные нейтроны, которые

в свою очередь способны вызы�

вать деление других ядер. Эти

нейтроны распределены по

энергиям непрерывно, причём

большинство их имеют энер�

гию около 1�2 МэВ, а их макси�

15

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — ОГОНЬ ПРОМЕТЕЯ

Ирен (1897/1956) и Фредерик(1900/1958) Жолио/Кюри

Лизе Мейтнер (1878/1968)и Отто Ган (1879/1968)

Ида Ноддак (1896/1956),немецкий химик

СТРАНАЗНАНИЙ

мальная энергия достигает ве�

личины около 10 МэВ. Таким

образом, появляется возмож�

ность осуществления цепной

реакции деления ядер.

Понятие цепной реакции

давно известно в химии. Напри�

мер, при сгорании угля атомы

углерода соединяются с атома�

ми кислорода, образуя при этом

двуокись углерода. Эта реакция

является экзотермической, т. е.

идущей с выделением энергии,

так как при сгорании угля выде�

ляется около 4,2 эВ энергии на

каждую образующуюся молеку�

лу CO2. Однако для того чтобы

уголь начал гореть, ему необхо�

димо передать некоторую на�

чальную энергию, т. е. его нужно

поджечь. Энергии, выделяемой

при синтезе одной молекулы

CO2, оказывается достаточно

для того, чтобы началось «горе�

ние» соседних атомов углерода.

Таким образом, горение угля

является примером самоподдер�

живающейся цепной химичес�

кой реакции. Отметим, что за

исследование цепных химичес�

ких реакций советский ученый

Николай Семёнов, основатель

химической физики, был удосто�

ен Нобелевской премии по хи�

мии за 1956 г. При благоприят�

ных условиях деление ядер под

действием нейтронов также мо�

жет стать самоподдерживаю�

щейся цепной реакцией деления.

В результате деления ядер в

основном образуются быстрые

нейтроны. При их столкновени�

ях с ядрами урана наряду с про�

цессами деления наиболее ве�

роятно неупругое рассеяние и

радиационный захват нейтро�

нов. Последние процессы дела�

ют невозможной цепную реак�

цию на быстрых нейтронах.

Поэтому необходимо соз�

дать условия, благоприятствую�

щие протеканию цепной реак�

ции деления на медленных

нейтронах. С этой целью в уран

нужно ввести замедлитель –

лёгкий элемент, ядра которого

эффективно замедляют ней�

троны при упругом рассеянии

и слабо их поглощают. В качес�

тве замедлителя можно исполь�

зовать графит или тяжёлую во�

ду, в которую вместо водорода

входит дейтерий.

Для использования урана в

качестве делящегося материала

его нужно обогатить изотопом

235U, делящимся под действием

медленных нейтронов. Однако

изотопы 235U и 238U обладают

совершенно одинаковыми хи�

мическими свойствами, т. е. их

нельзя разделить никакими хи�

мическими методами. Поэтому

их разделение являлось важней�

шей принципиальной пробле�

мой, без решения которой не�

возможно было создать ядер�

ный реактор и ядерную бомбу.

Решение этой проблемы

впервые осуществил ФранцСимон, работавший в Кларен�

донской лаборатории (Окс�

форд, Англия), куда он в 1933 г.

переехал из Берлина. Именно он

в конце 1939 г. предложил метод

газодиффузионного разделения

изотопов, основанный на так на�

зываемом законе Грэхема.

Закон газовой диффузии

впервые сформулировал шот�

ландский физик Томас Грэхемв 1829 г. В начале 30�х годов ХХ

столетия газодиффузионный

метод использовал Густав Герцдля разделения изотопов неона.

В конце 1942 г. к идее использо�

вания газодиффузионного ме�

тода для разделения изотопов

пришёл также американский

учёный Даннинг.

Идея этого метода заключа�

ется в том, что если два газа,

один из которых тяжелее друго�

го, пропускать через фильтр (ре�

шето) с очень маленькими от�

верстиями, то через него прой�

дет немного больше лёгкого га�

за, чем тяжёлого. Так как разни�

ца между молекулярными веса�

ми изотопов урана мала, то их

нужно пропускать через такие

фильтры много тысяч раз. Уран

для этого соединяют с фтором,

так как шестифтористый уран

UF6 является единственным га�

зообразным соединением ура�

на. Позже был разработан более

эффективный метод разделения

изотопов урана с помощью спе�

циальных центрифуг.

Введением замедлителя, яд�

ра которого не обладают свойс�

16

№ 1 2012

Франц Ойген Симон (1893/1956),

немецкий и британский физик/экспериментатор

Яков Ильич Френкель (1894/1952),

советский учёный, физик/теоретик

Савич Павле (1909/1994),югославский физик и химик

твом радиационного

захвата нейтронов при

рассматриваемых энер�

гиях, достигается воз�

можность уменьшить

роль радиационного

захвата нейтронов ядра�

ми 238U, в результате ко�

торого образуется плу�

тоний. Поэтому при за�

медлении нейтронов

создаются благоприят�

ные условия для разви�

тия цепной реакции с использо�

ванием изотопа 235U в качестве

делящегося материала.

При протекании цепной ре�

акции неблагоприятное соотно�

шение между большой вероят�

ностью радиационного захвата

нейтронов ядрами 238U и не�

большой вероятностью деления

ядер 235U с учётом их малой кон�

центрации в естественной сме�

си изотопов урана имеет место

вплоть до самых малых энергий

нейтронов. Однако положение

резко меняется при энергиях

нейтронов, меньших энергии

наинизшего резонансного уров�

ня ядра 238U, которая составляет

несколько эВ.

Таким образом, теперь мож�

но сформулировать условия, не�

обходимые для протекания цеп�

ной реакции деления на медлен�

ных нейтронах. Обозначим че�

рез P вероятность того, что перво�

начальный быстрый нейтрон бу�

дет захвачен ядром урана с после�

дующим делением. Тогда среднее

число нейтронов второго поко�

ления, образовавшихся в резуль�

тате деления ядер урана под дейс�

твием первоначальных нейтро�

нов, будет равно , где –

среднее число вторичных ней�

тронов, образующихся в одном

акте деления: . Величи�

на называется коэффициентом

размножения системы. Если раз�

меры системы бесконечны, т. е. от�

сутствует уход нейтронов через

поверхность системы, то самораз�

вивающаяся цепная реакция деле�

ния может протекать при >1.

Если < 1, то протекание цепной

реакции невозможно.

Запасы угля, нефти и газа в

недрах нашей планеты ограни�

чены, а их сжигание приводит к

загрязнению окружающей сре�

ды. Поэтому совершенно оче�

видно, что без ядерной энергии

человечеству не решить энерге�

тическую проблему и, естес�

твенно, не выжить.

Незадолго до своей смерти

в 1937 г. «отец» ядерной физики

Эрнест Резерфорд говорил,

что никогда не удастся исполь�

зовать для практических целей

огромные запасы энергии, хра�

нящиеся в атомных ядрах, хотя

всего через два года его ученик

Отто Ганн со своим коллегой

Фрицем Штрассманом осущес�

твили эксперимент по делению

ядер урана, совершенно не по�

дозревая о его последствиях.

Цепную реакцию деления

можно использовать как источ�

ник колоссальной энергии. Это

достигается в специальных ус�

тановках, называемых ядерны�

ми реакторами, а также при

взрывах ядерных бомб.

Для использования цепной

реакции деления атомных ядер с

целью получения энергии необ�

ходимо, чтобы такая реакция бы�

ла управляемой. Поэтому ядер�

ные реакторы представляют со�

бой сложные установки, в кото�

рых цепные реакции полностью

контролируются. Если же цепная

реакция в реакторе выйдет из�

под контроля, то может произой�

ти катастрофа – взрыв реактора с

очень тяжёлыми пос�

ледствиями для населе�

ния и окружающей сре�

ды. Именно такая ситуа�

ция привела к взрыву ре�

актора Чернобыльской

атомной электростанции

в апреле 1986 г.

Для регулирования

цепной реакции в реак�

торе, кроме делящегося

вещества и замедлителя,

ещё располагают погло�

тители нейтронов.

В качестве поглотителей

обычно используются бор (10B) и

кадмий. Если нужно уменьшить

выделение энергии в реакторе, то

достаточно ввести в него допол�

нительные поглотители нейтро�

нов, и цепная реакция деления

начнёт затухать. Очевидно, пог�

лотители должны вводиться в ак�

тивную зону реактора очень быс�

тро, так как опоздание на доли се�

кунды может привести к катас�

трофе. Поэтому регулирование

цепной реакции в реакторе осу�

ществляется автоматически с по�

мощью компьютеров.

В реакторе всё время про�

исходит смена поколений ней�

тронов, которых в активной зо�

не всегда очень много: в каждом

кубическом сантиметре реакто�

ра содержится примерно пол�

миллиарда нейтронов. Если в

начальный момент в реакторе

было n0 тепловых нейтронов,

то некоторые из них (но, конеч�

но, не все) вызовут деление ядер

и поэтому появятся быстрые

вторичные нейтроны, которые

затем превратятся с помощью

замедлителей в тепловые. Они в

свою очередь вызовут новые ре�

акции деления ядер и появле�

ние новых нейтронов.

Так будет продолжаться до

тех пор, пока в реакторе будет

идти цепная реакция деления.

Обозначим количество нейтро�

нов второго поколения через n1.

Тогда можно ввести среднее вре�

мя жизни нейтронов одного по�

коления. Очевидно, что это бу�

17

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — ОГОНЬ ПРОМЕТЕЯ

Нильс Бор и его ученик Лев Ландау на праздникеДень Архимеда на физфаке МГУ (1961)

СТРАНАЗНАНИЙ

дет то время, которое необхо�

димо, чтобы произошла заме�

на нейтронов одного поколе�

ния другим. Для реакторов на

медленных (тепловых) ней�

тронах это время по порядку

величины равно 10–3–10–4 с.

Отношение числа ней�

тронов в каком�либо поко�

лении к их числу в предыду�

щем поколении, взятых на

одинаковой стадии их вре�

менной эволюции, называ�

ется эффективным коэффи�

циентом размножения ней�

тронов, . Величина

называется реак�

тивностью реактора. В зави�

симости от величины или

существуют три ре�

жима работы реактора.

Если , т. е. , то это

надкритический режим работы

реактора. Такой режим имеет мес�

то, например, при запуске реакто�

ра, когда происходит его разгон

до необходимой мощности.

Если , , то это

критический режим работы ре�

актора, когда он работает с пос�

тоянной мощностью.

Если , , то это

подкритический режим работы

реактора. Такой режим создаётся,

например, при остановке реакто�

ра, когда его мощность постепен�

но уменьшается. Отсюда стано�

вится понятным, что работа реак�

тора атомной электростанции

(АЭС) эффективна в том случае,

когда он работает в критическом

режиме. Постоянное поддержи�

вание эффективного режима яв�

ляется довольно непростой тех�

нической задачей, требующей

непрерывного контроля всех па�

раметров работы такой сложной

установки, как ядерный реактор.

При создании конструкции

реактора важной проблемой яв�

ляется отвод энергии (тепла) из

его активной зоны. Для этого

предусматривается специаль�

ный теплоноситель, в качестве

которого используется вода,

двуокись углерода CO2, тяжёлая

вода или жидкий (расплавлен�

ный) натрий. Теплоноситель

нагревается в активной зоне ре�

актора и отдаёт свою тепловую

энергию внешнему устройству

или второму контуру.

Дело в том, что в активной

зоне теплоноситель подверга�

ется мощному облучению, ко�

торое создаёт в его ядрах наве�

денную искусственную радио�

активность. Если теплоноси�

тель передаёт энергию непос�

редственно турбине, вырабаты�

вающей электроэнергию, то

можно ограничиться однокон�

турной схемой вывода энергии

из активной зоны реактора. Ес�

ли же сделать два или даже три

контура, то к потребителю теп�

ловую энергию будет достав�

лять уже чистый (нерадиоак�

тивный) теплоноситель.

Эффективность ядерных

реакторов довольно высока.

При делении ядер освобождает�

ся гигантская энергия: при пол�

ном делении одного килограм�

ма урана выделяется столько же

тепла, как и при сгорании 2000�

3000 тонн угля. Поэтому госу�

дарствам, не имеющим доста�

точных природных запасов уг�

ля, нефти и газа, необходимо

создавать систему атомных

электростанций.

Современная АЭС пред�

ставляет собой очень сложное

сооружение высотой примерно

в десятиэтажный дом. Одна�

ко, несмотря на техничес�

кую сложность, АЭС облада�

ют большими преимущес�

твами по сравнению с теп�

ловыми электростанциями.

Стоимость электроэнергии,

вырабатываемой АЭС, зна�

чительно меньше стоимос�

ти электроэнергии тепло�

вой станции. АЭС мощнос�

тью 1 ГВт расходует при�

мерно 1 кг изотопа 235U в

сутки, в то время как тепло�

вая станция такой же мощ�

ности за то же самое время

сжигает железнодорожный

состав угля или нефти.

Если несколько кусков де�

лящегося вещества, суммарно

превосходящих так называемые

критические размеры, быстро

соединить, то произойдет взрыв

очень большой мощности.

Это явление лежит в основе

ядерного оружия. Как взрывча�

тое вещество 1 кг ядерного топ�

лива, используемого в ядерной

бомбе, эквивалентен 20000 тонн

тротила. Создание ядерного ре�

актора и ядерной бомбы были

результатом величайшей за всю

историю человечества концен�

трацией умственных усилий

многих учёных для получения

одного продукта.

Умение добывать огонь

сыграло ключевую роль в раз�

витии технического прогресса.

Использование «атомного ог�

ня» в результате деления ядер

урана стало поворотным пун�

ктом в развитии современной

науки и техники, ознаменовало

начало «атомной эры» в исто�

рии человечества и осуществи�

ло давнюю мечту людей о полу�

чении большого количества

энергии, содержащуюся в ми�

фе о Прометее.

Ю.А. Бережной, доктор физико�математических

наук,заслуженный профессор

Харьковского национальногоуниверситета имени В.Н. Каразина

18

№ 1 2012

Б.М. Кустодиев, П.Л. Капица (1894/1984) и Н.Н. Семёнов (1896/1986).

Нобелевские лауреаты. Осенью 1921 года Капица появился

в мастерской Бориса Кустодиеваи спросил его, почему он рисует

портреты знаменитостей, может емунарисовать тех, кто станет известными.

Это слова современника

Ломоносова — Николая Ива�новича Новикова, русского пи�

сателя и журналиста. Он сказал

так: «Сей муж был великого разу�

ма, высокого духа и глубокого

учения…». Ломоносов не просто

родился гением, — он сумел вос�

питать из себя гения. Всю жизнь

ему было интересно учиться. И

за что бы он ни брался, везде

становился первооткрывателем.

Со дня его рождения прош�

ло триста лет, но то, что он изоб�

рёл, сочинил, смастерил, до сих

пор улучшает и украшает нашу

жизнь. Этих открытий — море!

Выставка, которая сейчас отк�

рылась в залах Зимнего дворца�

Санкт�Петербурга, вместила в

себя больше семисот раритетов

из собрания Эрмитажа и целого

созвездия городских музеев, ар�

хивов, библиотек. Называется

экспозиция — «Ломоносов и

Елизаветинское время». Ведь судьба Михайла Васи�

льевича, сына поморского крес�

тьянина из Холмогор, счастливо

сложилась именно во время

правления императрицы Елиза�

веты Петровны. Её называли

«истинной дщерью», то есть до�

черью, легендарного царя Петра

Великого. Им очень повезло

друг на друга: гениальному учё�

ному и великолепной царице.

Залы, где размещена выс�

тавка — парадные. Над входом

картуш с царским вензелем

«EL». Между прочим, и Зимний

дворец ведь был построен ве�

ликим Растрелли по приказу

Елизаветы! Именно ей было да�

но превратить Петербург из го�

рода�крепости, города�порта в

город дворцов, соборов и гим�

назий — шагнуть от ампира к

барокко. Между прочим, этот

архитектурный стиль так и на�

зывают: растреллиевское или

елизаветинское барокко.

При Елизавете в моду во�

шёл энциклопедизм. Даже на

балах стало популярным — об�

суждать книжные новинки. И

вообще — быть образованным.

Елизавета Петровна облада�

ла даром распознать природный

талант и дать ему развитие. 25 но�

ября 1741�го она пришла к влас�

ти, в январе 1742�го Ломоносова

назначили «адъюнктом физичес�

кого класса Академии наук», а уже

в июле 1745 года императрицей

был подписан указ о присвоении

учёному звания профессора.

За это время Ломоносов опи�

сал коллекцию минералов, при�

нял участие в издании первого в

России печатного музейного ка�

талога на латинском языке, пер�

вым перевёл на русский язык Экс�

периментальную физику Вольфа.

Кроме того, он «произвёл

пробы различных солей и слю�

ды», озаботился «деланием» рус�

ских цветных стёкол (смальту он

произвёл уже через пять лет пос�

ле вдохновенно�каторжной ра�

боты в Химической лаборато�

рии, построенной специально

для него впервые в России).

Числительное «первый» в

приложении к имени Ломоносо�

ва сделалось нарицательным. А

его столько ещё ждало впереди!

Написание учебников по

грамматике, географии, геоло�

гии, риторике, стихосложению,

минералогии… Основание Мос�

ковского университета и руко�

водство Петербургским, а также

гимназией при Академии наук.

Изготовление приборов, сочине�

ние од, создание мозаичных кар�

тин на фабрике в Усть�Рудице…

И про всё, про всё это рас�

сказывает выставка. Академич�

ные гравюры с панорамными

видами, роскошная живопись и

скульптура, точные инструмен�

ты и невесомый фарфор (в ели�

заветинское время его называли

«порцелин»), сияющие мозаики

и чеканные изображения сереб�

ряной раки Александра Невско�

го, основательные научные со�

чинения и трогательная стекля�

русная вышивка, изящное зерка�

ло в золочёной раме (по рисун�

кам Растрелли!), в которое смот�

релась Елизавета Прекрасная…

Как сориентироваться, ока�

завшись в глубине XVIII столе�

тия? Куратор выставки и замеча�

тельный специалист по галан�

тному веку, Наталья Юрьевна Гу�

сева, посоветовала мне на всё

смотреть «сквозь призму» Ломо�

носова. И тогда происходит пол�

ное погружение в эпоху: ходишь

«СЕЙ МУЖ БЫЛ ВЕЛИКОГО РАЗУМА…»

ÓÌÀ ÏÀËÀÒÛÓÌÀ ÏÀËÀÒÛ

Этой статьёй мы представляемвам нового автора и друга нашегожурнала из Петербурга — ТатьянуАлександровну Кудрявцеву, ко�торая долгое время работала в «Ле�нинских искрах» — замечательнойленинградской газете для детей.Потом перешла работать в газету«Пионерская правда», где работа�ет и сейчас. Татьяна Александров�на обещает писать нам статьи омузеях Петербурга, о художниках,

чьи картины хранятся в многочис�ленных музеях этого удивительногогорода, о выставках в этих музеях.

Вот её предложение: — Мне ка�жется, рубрика, которую я придума�ла для «Пионерки», возможна и увас. С такой, примерно, преамбулой:

«Музеи — это средоточие ума,знаний, таланта, культуры. В старыевремена дома и дворцы, подобныетем, где располагаются музеи, назы�вались Палатами. Так родилась моярубрика — УМА ПАЛАТЫ».

Очень надеемся, что эта рубрикаприживётся и в нашем журнале.

ÑÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

по улицам, наблюдаешь быт,

ощущаешь аромат обедов и

строгую атмосферу научных ау�

диторий. Инструменты, чаши,

столы, зеркала представляются

уже не просто экспонатами, но

предметами жизни и творчества.

Тем более, когда среди амс�

тердамских линеек и немецких

циркулей вдруг блеснёт: «Пе�

тербургская инструменталь�

ная палата». Наши рейсфеде�

ры, циркуль, пантограф!.. Кста�

ти, однозеркальный телескоп,

универсальный барометр, мно�

голинзовый зажигательный

инструмент, перископ были из�

готовлены мастерами Палаты

по проектам Ломоносова.

Говоря его словами, «многиенужные вещи, которые преждеиз дальних земель с трудом иза великую цену в Россию приходили, ныне внутри государства производятся…» И испол�

нялись они ничуть не хуже.

А какая безупречная эстети�

ка — ажурные золочёные оправы

с изящными ручками — даже маг�

ниты в них кажутся драгоценнос�

тями. Недаром академия тогда

именовалась: Академией Наук иИскусств. Научные инструменты

были прекрасны, как предметы

искусства, а оды выверены с мате�

матической точностью.

Бродя по этим залам, застре�

ваешь буквально у каждого экспо�

ната. Чего стоит одна только шля�

па прусского короля Фридриха II!

Можно сказать, он снял её перед

дерзкими русскими — оставив на

поле сражения под деревней Ку�

нерсдорф, где 1 августа 1759 года

наши войска разгромили его

прославленную «непобедимую»

армию и впервые взяли Берлин…

Или вот ещё шедевр —

изысканная кружка из кости

мамонта. Сквозь кружевную

«вязь» проглядывают истори�

ческие лица. Прекрасный хол�

могорский мастер, давний друг

Ломоносова Осип Дудин вы�

резал там 58 изображений рус�

ских князей и царей после изу�

чения Ломоносовского «Лето�

писца с родословием»…

В эрмитажной коллекции

есть и поразительная рукописная

книга. Её владелец, прочитав вы�

шедшее в 1751 году «Собраниеразных сочинений в стихах и впрозе Михайла Ломоносова»,восхитился ясностью мысли и

красотой слога автора. И каллиг�

рафически переписал все листы,

повторив интервалы, знаки пре�

пинания, рисунок рокайльной

виньетки. А книга�то толстенная!

Есть на выставке и докумен�

ты, заполненные рукой самого

Ломоносова. Меня удивил его

почерк: он такой понятный…

В последние дни своего

земного срока Ломоносов пи�

сал: «Я не тужу о смерти, пожил,

потерпел и знаю, что обо мне

дети Отечества пожалеют».

Не просто пожалели — оценили.

И в восемнадцатом веке, и в на�

шем — двадцать первом…

Т.А. Кудрявцева,редактор газеты

«Пионерская правда» по Северо�Западу, г. Петербург,

Россия

Выставка продлится до

11 марта 2012.

20

№ 1 2012

Эрмитаж зимой

Встретились как�то собака

Павлова и кот Шрёдингера ...Студенческий фольклор.

За последние две тысячи лет

человечество сделало огромный

прорыв вперёд во всех жизнен�

ных сферах: в строительстве,

технологиях, медицине. Движу�

щей силой этого прогресса всег�

да была наука. За это честь и хва�

ла учёным всех времён и наро�

дов. Человечество обязано им

современными достижениями.

Но было бы несправедливо

умолчать, что этот тернистый

путь к дню сегодняшнему чело�

век прошёл не в одиночку. Всегда

были попутчики ...

Братья наши меньшие, жи�

вотные, с незапамятных времён

постоянно шли рядом с челове�

ком и были верными помощни�

ками и охотнику, и земледельцу,

и воину, и ... учёному. Поучитель�

ным является тот факт, что мно�

гими великими открытиями в

области биологии, медицины

человечество обязано в первую

очередь животным. Живым су�

ществам, которые были предан�

ными помощниками исследова�

телей и которые иногда были

вынуждены принять мученичес�

кую смерть ради установления

научной истины.

Среди них безымянные обе�

зьяны, кролики, кошки, лягушки,

крысы, мыши. Однако, пожалуй,

самая известная «научная сот�

рудница» — знаменитая собака

Павлова. В своих исследованиях

русский академик, физиолог,

психолог, создатель учения о

высшей нервной деятельности,

лауреат Нобелевской премии

(1904 г.) в области медицины и

физиологии Иван ПетровичПавлов (1849�1936) использо�

вал собак. Именно этим сущес�

твам корифей физиологии обя�

зан своими научными достиже�

ниями. В 1935 году на террито�

рии института эксперименталь�

ной медицины в Ленинграде

был торжественно открыт па�

мятник собаке, созданный по

инициативе И.П. Павлова в бла�

годарность за бескорыстное и

преданное служение науке.

Этот памятник�фонтан вы�

полнен в виде фигуры собаки на

постаменте, украшенном изоб�

ражениями голов собак разных

пород и барельефами, воспроиз�

водящими картины лаборатор�

ной жизни. Он приобрёл широ�

кую известность не только в Рос�

сии, но и в целом мире.

Другими известными «стра�

дальцами науки» стали лягушки.

Памятников лягушкам, разумеет�

ся, гораздо меньше, чем собакам.

Это объясняется, видимо, тем,

что эти земноводные не такие

симпатичные, как «шарики» и

«тузики», но их вклад в науку

трудно переоценить. Ещё в XIX

веке у здания Пастеровского

института в Париже был уста�

новлен памятник лягушке. Над�

пись на нём гласит: «За участиев большом открытии доктора Гальвани». Напомним, что

началом электрофизиологии

стали многолетние кропотли�

вые исследования итальянского

врача Луиджи Гальвани (итал.

Luigи Galvani, 1737�1798), изу�

чавшего электрические явления

в живых клетках с использова�

нием нервно�мышечного препа�

рата лягушки. Дальнейшие опы�

ты на лягушках позволили учё�

ным накопить и расширить зна�

ния в области физиологии нер�

вной системы, электрофизиоло�

гии и электрокардиографии.

В Санкт�Петербургском

университете возвышается

скульптурная композиция, на

которой выбиты слова: «...человечество должно быть бесконечно благодарным кошке, подарившей миру множествопервостепенных открытий вфизиологии». Разумеется, пер�

сонажем этого памятника стала

безымянная «мурка». В Париже

перед университетом Сорбонна

есть подобный памятник в честь

кошки, которая ценой жизни

помогала учёным�физиологам.

Известны и другие случаи

чествования «четвероногих учё�

ных». Так, например, в Белорус�

сии в 2008 году у Гродненского

государственного медицинско�

го университета был установлен

памятник «Животным за неоценимый вклад в развитие медицинской науки».

Нельзя обойти вниманием

и подопытных грызунов. 1 мар�

та 2009 года исполнилось 100

лет лабораторной мыши! Нет,

эта мышь не прожила целое сто�

летие. Просто учёные Гарвард�

ского университета сто лет на�

НАУЧНЫЙ ЗООПАРК. ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ!

ÈCÒÎÐÈß ÍÀÓÊÈÈCÒÎÐÈß ÍÀÓÊÈ

СТРАНАЗНАНИЙ

22

№ 1 2012

зад начали широко использо�

вать маленьких грызунов в боль�

шой науке. Интересно, что для

экспериментов и опытов еже�

годно требуется более 25 мил�

лионов мышей.

Когда животные становятся

помощниками в биологии, в ме�

дицине — это понятно. Но не

единичны примеры, когда за по�

мощью к животным обращают�

ся и представители других наук:

философии, химии, математики

и даже физики. Понятно, что эти

учёные более гуманно относят�

ся к братьям нашим меньшим,

так как используют не живых

зверей, а воображаемых.

Образы животных очень

часто помогают глубже рас�

крыть суть проблемы, лучше

проиллюстрировать решение

задачи, ярче сформулировать

доказательства. Обращение к

«звериным мотивам» позволяет

понять непонятное, запомнить

трудно запоминаемое.

Вспомним хотя бы извес�

тное школьное правило: «Бис�

сектриса — это такая крыса,которая бегает по углам и де�

лит угол пополам». Но это один

из самых простых случаев.

В философии образы жи�

вых существ помогают вырази�

тельно раскрыть глубинные ас�

пекты явлений. Известную

проблему выбора ярко иллюс�

трирует философский пара�

докс, названный по имени Жа�на Буридана (фр. Jean Buridan,

1300�1358). Согласно этому па�

радоксу, если осла поставить

между двумя одинаково доступ�

ными и красивыми стогами ду�

шистого сена, то бедное живот�

ное непременно умрёт с голоду,

пока будет принимать взвешен�

ное и обоснованное решение.

Эта версия парадокса стала

широко известной благодаря

Лейбницу и получила название

— «парадокс Буриданового ос�

ла». В дальнейшем выражение

«Буриданов осёл» стало фразео�

логизмом. Им характеризуют

человека, находящегося в край�

ней нерешительности и не спо�

собного принять решение.

Нередко зоологические

сравнения использовали и хими�

ки. Интересна история открытия

и изучения бензола. Долгое вре�

мя учёные не могли понять внут�

реннего строения этого вещес�

тва. И вот немецкий химик�орга�

ник Кекуле (нем. Friedrich August

Kekulе von Stradonitz, 1829�1896)

однажды увидел сон.

«Длинные цепи атомов, час�

то тесно сплетенные, непре�

рывно двигались, свиваясь и раз�

виваясь, словно змеи. Но что

это? Одна из змей ухватила се�

бя за хвост, и закружилась перед

моими глазами, будто дразня ...»,

— пересказывал позже своё сно�

видение Фридрих Кекуле.

Так учёный догадался о цик�

лическом строении молекулы

бензола. Поэтому структурную

формулу первого представителя

ароматического ряда углеводо�

родов долгое время называли не

иначе как змея Кекуле.В химическом серпентарии

есть и другие змеи. Самые извес�

тные из них — «фараоновызмеи». В своё время немецкий

химик Фридрих Вёлер (нем.

Friedrich Wоhler, 1800�1882) отк�

рыл и исследовал реакцию раз�

ложения тиоцианата ртути

Hg(NCS)2. Во время пиролиза

этого вещества наблюдалось

удивительное явление. Из не�

большого количества исходно�

го реагента «выползала» длин�

ная объёмистая «змея», которая

состояла из продуктов расщеп�

ления. За сходство с библейской

легендой о том, как Моисей на�

пугал фараона змеем, который

выполз из его жезла, эту зрелищ�

ную реакцию химики назвали

«фараоновы змеи».

В отличие от химиков, ро�

мантически настроенные мате�

матики использовали в своих

работах более миролюбивые и

красивые существа. В планимет�

рии, например, существует теорема о бабочке, её автор анг�

лийский математик УильямГорнер (англ. William George

Horner, 1786�1837). Суть её

объясняет некоторые свойства

хорд, пересекающих друг друга.

Именно геометрическая

иллюстрация этого утвержде�

ния, которая очень похожа на

бабочку, заставила Горнера наз�

вать своё открытие не теоремой

о хордах, а теоремой о бабочке.

В XVII веке французский

математик Этьен Паскаль (Еti�

enne Pascal, 1588�1651) — отец

Блеза Паскаля, исследовал не�

известную ранее алгебраичес�

кую кривую. Описывается она в

прямоугольных координатах

уравнением:

(x2+y2ay)2 = l2(x2+y2), а в по�

лярных координатах соответс�

твенно: с = lasinϕ, где a�диаметр

исходной окружности, а l — рас�

стояние, на которое перемещает�

ся точка вдоль радиуса�вектора.

Это была лимакона — плос�

кая алгебраическая кривая 4�го

порядка; подера круга, конхоида

круга относительно точки на

Памятник животным в Гродно

..

23

НАУЧНЫЙ ЗООПАРК. ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ!

окружности, частный случай Де�

картова овала, она также явля�

ется эпитрохоидой. За своё

внешнее сходство с брюхоноги�

ми моллюсками геометрическая

кривая получила название

«улитка Паскаля».Подерой заданной кривой

относительно произвольной

точки О на плоскости называ�

ется новая кривая, представля�

ющая собой геометрическое

место точек, которые являют�

ся основаниями перпендикуля�

ров, опущенных из точки О на

касательные к исходной кривой.

Конхоида кривой — это

плоская кривая, образующаяся

при увеличении или уменьшении

радиуса�вектора каждой точ�

ки данной плоской кривой на

постоянную величину.

Декартов овал — это плос�

кая кривая, которая определя�

ется как множество точек М,

расстояния r1 и r2 от которых

до двух заданных точек F1 и F2,

(называемых фокусами) удов�

летворяет линейное однородное

уравнение: r1+mr2=a, где m и а —

постоянные числа. При m=1 де�

картов овал превращается в эл�

липс, а при m=�1 — в гиперболу.

Эпитрохоида — это плос�

кая кривая, образующаяся точ�

кой, которая жёстко связана с

кругом, катящимся по внешней

стороне другой окружности.

Улитка Паскаля широко

применяется в технике. В час�

тности, при конструировании

эксцентриков (которые исполь�

зуют для преобразования враща�

тельного движения в прямоли�

нейное возвратно�поступатель�

ное) кулачков машин; трибков и

зубчатых колёс. Эта геометричес�

кая кривая также часто применя�

ется в оптической технике. Тер�

мин «улитка Паскаля» был пред�

ложен французским математи�

ком Робервалем, современни�

ком и другом Этьена Паскаля.

Мир не стоит на месте, наука

движется вперёд, математики в

своих творческих исканиях тоже

движутся от простого к сложно�

му, от простых организмов к раз�

витым. Нашлось место в матема�

тике и нашим «предкам» — при�

матам. Так в теории вероятности

рассматривается теорема о бесконечной обезьяне.

Эта теорема утверждает, что

среди абстрактных обезьян, слу�

чайным образом нажимающих

на клавиши пишущих машинок,

всегда найдётся одна, которая

напечатает заданный текст. Обе�

зьяна может быть и одна, если

она будет заниматься этим дос�

таточно долго, то рано или поз�

дно у неё это получится. Когда

время неограниченно и стре�

мится к бесконечности, вероят�

ность события увеличивается. То

есть в течение неограниченно

долгого промежутка времени та�

кое событие непременно прои�

зойдёт (при условии, что обезья�

на не умрёт от старости или го�

лода, а пишущая машинка не сло�

мается).

Теорема в научно�популяр�

ном виде изображает некото�

рые аспекты теории вероятнос�

ти. Научного значения она поч�

ти не имеет, а её популярность

объясняется кажущейся пара�

доксальностью.

Другой интересный логи�

ческий парадокс сформулировал

немецкий и американский фи�

лософ Карл Гемпель (Carl Gus�

tav Hempel, 1905�1997) это парадокс воронов, известный также

как парадокс Гемпеля. Сущность

этого парадокса иллюстрирует

противоречия между индуктив�

ной логикой и интуицией.

Допустим, говорил Гемпель,

что все вороны чёрные. Соглас�

но формальной логике это ут�

верждение эквивалентно тому,

что «не чёрные предметы не яв�

ляются воронами». Но этот вы�

вод противоречит интуитивно�

му восприятию ситуации чело�

веком. Парадокс решается с по�

мощью теоремы Байеса.

Не стояли в стороне от

«сотрудничества» с животными

и физики. И среди их животных

опять же бабочки, кошки, лоша�

ди, ежи и даже ... демоны. Но обо

всём подробнее.

В 1963 году американский

математик и метеоролог

Эдвард Лоренц (англ. Edward

Norton Lorenz, 1917�2008) запи�

сал математическую модель по�

годы, состоящую из трёх диф�

ференциальных уравнений.

Простая система уравнений де�

монстрировала сложное пове�

дение природных явлений.

Математическая модель

проявляла большую чувствитель�

ность к незначительным измене�

ниям начальных условий. Это на�

толкнуло Лоренца на мысль о

том, что даже небольшая пог�

решность в определении началь�

ного состояния системы (что не�

избежно для любой природной

системы), делает невозможным

прогноз её состояния в будущем.

В дальнейшем это явление полу�

чило название эффект бабочки.Он является результатом неус�

тойчивости поведения опреде�

Рисунок, поясняющий теоремуо бабочке

Улитка Паскаля

СТРАНАЗНАНИЙ

24

№ 1 2012

лённых нелинейных диссипа�

тивных систем, когда небольшая

флуктуация начальных условий

приводит к непрогнозируемым

последствиям. Термином «эф�

фект бабочки» в естественных

науках обозначают свойства не�

которых хаотичных систем ге�

нерировать непредсказуемые

эффекты где�нибудь в другом

месте и в другое время.

Удивительным образом свя�

зана с метеорологией и другая

теорема о животных. Это так на�

зываемая теорема о причёсывании ежа. Теорема утверждает,

что на сфере не существует неп�

рерывного касательного век�

торного поля, которое нигде не

превращается в ноль. Простым

языком: невозможно причесать

ежа, который имеет форму

сферы так, чтобы его иголки

нигде не торчали друг против

друга. Теорема является прос�

тым следствием из теоремы онеподвижной точке Брауэра,доказанной в 1912 году.

Интересно применение те�

оремы в метеорологии. Если

рассматривать ветер как непре�

рывное векторное поле на по�

верхности планеты, то согласно

«теореме о еже» становится по�

нятным механизм образования

циклонов. Ведь обязательно

должна существовать, по край�

ней мере, одна точка на земном

шаре, скорость ветра в которой

равна нулю. Эта точка и станет

центром циклона или антицик�

лона. Ветер, подобно иглам ежа,

будет закручиваться вокруг этой

точки. Таким образом, по теоре�

ме о причёсывании ежа, если

где�то на Земле дует хотя бы ка�

кой�нибудь ветер, то где�то обя�

зательно должен быть циклон.

Оказывается, все прогнозы

погоды косвенно обязаны сво�

им существованием... ежу и тео�

реме о его причёсывании.

Не обошлось в физике и без

пушистых домашних любимцев

— кошек. Чтобы проиллюстри�

ровать неполноту квантовой ме�

ханики при переходе от суба�

томных систем к макроскопи�

ческим, австрийский физик�те�

оретик, один из основателей

квантовой механики, лауреат

Нобелевской премии по физике

(1933 г.) Эрвин Шрёдингер(нем. Erwin Rudolf Josef Alexander

Schrоdinger, 1887�1961 ) предло�

жил мысленный эксперимент,

героем которого стал его знаме�

нитый кот — так называемый

кот Шрёдингера.Воображаемого кота физик

«посадил» в коробку, находясь в

которой кот с вероятностью

1/2 мог быть живым или с такой

же вероятностью — мёртвым.

Согласно принципам кван�

товой механики, каждая элемен�

тарная частица одновременно

может находиться в нескольких

состояниях. Аналогично и кот

Шрёдингера по условиям экспе�

римента мог быть одновремен�

но живым и мёртвым до тех пор,

пока кто�то не откроет коробку

и не определит его реальное

состояние. Жив кот или нет?

Поскольку ясно, что кот

обязательно должен быть либо

живым, либо мёртвым (не су�

ществует состояния, промежу�

точного между жизнью и смер�

тью), то это справедливо и для

атомного ядра. Оно должно

быть либо таким, что распалось,

либо таким, что не распалось!

Так на долю обычного кота

выпало решать будущее кванто�

вой физики. Со временем кот

Шрёдингера стал своего рода

звездой. Этот персонаж частень�

ко появляется на страницах книг,

в сериалах и художественных

фильмах. Заметим, что кот Шре�

дингера в действительности был

не котом, а... кошкой, об этом сви�

детельствуют первоисточники.

Популярность кошек в нау�

ке, бесспорно, обусловлена

большой любовью учёных к

этим четвероногим друзьям. Так

рождаются удивительные отк�

рытия, вроде парадокса кошкис маслом.

Это шуточный псевдопара�

докс, базирующийся на двух на�

родных мудростях: кошка всегда

приземляется на лапы; и всем из�

вестный закон бутерброда (час�

тный случай закона подлости):

бутерброд всегда падает маслом

вниз. Как закончится падение

кошки, если к её спине прикреп�

лён бутерброд, причём маслом

вверх? Некоторые утверждают,

что результатом эксперимента

может стать проявление «антиг�

равитации». По словам «теорети�

ков», падение кошки должно за�

медлиться при приближении к

земле. А сама она начнёт вра�

щаться, пытаясь приземлиться на

лапы, но в то же время и на масло

бутерброда. В конце концов, она

должна достичь стабильного сос�

тояния, повиснув недалеко от по�

верхности земли и вращаясь с

большой скоростью. Это, в свою

очередь, было бы возможным

только при отсутствии атмосфе�

ры, но, согласно закону сохране�

ния энергии, сопротивление воз�

духа должно исчерпать гравита�

ционную энергию падения.

Также существует мнение,

что кошка слижет масло с бутер�

брода и приземлится на лапы,

однако такое предположение

безосновательно потому, что

кошка не может достать языком

до середины своей спины. Се�

рьёзность и научная ценность

этого парадокса не вызывает

сомнений — это просто остро�

умная научная шутка.

Учёные, как известно, люди

очень серьёзные и, как следствие,

очень большие шутники. Их

изобретательность не имеет гра�

ниц. Когда им не хватает для

Непрерывное векторное полена сфере

..

25

НАУЧНЫЙ ЗООПАРК. ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ!

опытов реальных сущес�

твующих животных, они

начинают придумывать не�

реальные существа, фан�

тастические создания с не�

вероятными способностя�

ми. Самым известным

представителем когорты

«мутантов» является так на�

зываемый «сферическийконь в вакууме».

Этим выражением

обозначают некоторую

идеальную концепцию, аб�

солютно оторванную от

реальности. Выражение

происходит из научного анек�

дота: когда учёным�физикам

предложили спрогнозировать

результат скачек, они разрабо�

тали целую теорию, описываю�

щую движение абсолютно упру�

гого сферического коня в вакуу�

ме. Как выяснилось впоследс�

твии, основная задача, которую

призван выполнять сферичес�

кий конь в вакууме, носила не

физический, а в большей степе�

ни этический характер. Сфери�

ческий конь стал инструментом

для создания пародий, критики

и высмеивания слишком идеа�

лизированных теорий, предпо�

ложений, моделей вроде: «абсо�

лютно упругое тело», «идеаль�

ный газ», «идеальная сферич�

ность объектов».

О самом же сферическом

коне достоверно известно, что

он суперсимметричный конь,

со всех сторон конь, как бы вы

на него не смотрели. Ржание

сферического коня является

монофонической гармоникой

и распространяется без рассея�

ния даже в вакууме. Волосы с

хвоста сферического коня бес�

конечной длины, совершенно

не способны к растяжению и

имеют толщину и массу, кото�

рыми можно пренебречь.

Существованием самого же

сферического коня пренебречь

никак нельзя. В Берлине даже ус�

тановлен памятник этому уди�

вительному научному существу.

Многообразие живого ми�

ра, который нас окружает, пос�

тоянно озаряло и вдохновляло

учёных на новые свершения, к

созданию новых теорий. А когда

не хватало биоразнообразия ре�

ального мира, они выдумывали

существа, которых вообще ник�

то не видел, никто не слышал,

которых и в природе нет.

Шотландский учёный

Джеймс Максвелл (англ. James

Clerk Maxwell, 1831�1879) стал

общеизвестным, благодаря соз�

данной им теории электромаг�

нитного поля, исследованиям в

области электричества, магне�

тизма и оптики. Кроме этого,

Максвеллу принадлежат крупные

открытия и в других разделах

физики, в частности, в молеку�

лярной кинетической теории га�

зов. Изучая термодинамику, Мак�

свелл придумал в 1867 году мыс�

ленный эксперимент, главным

героем которого было гипотети�

ческое разумное существо мик�

роскопического размера — так

называемый демон Максвелла.Демон (греч. ) —

мифологическое существо, дух

со сверхчеловеческой силой,

принадлежащий к невидимому

миру и имеющий влияние на

жизнь и судьбы людей.

Волею Максвелла этот муд�

рый демон располагался возле

отверстия, соединявшего две

части сосуда, разделённого неп�

роницаемой перегородкой. По

замыслу учёного, его «по�

допытный» демон имел

интересное свойство — он

позволял быстрым (горя�

чим) молекулам газа про�

летать только из левой

части в правую, а медлен�

ным (холодным) наоборот

— только из правой в ле�

вую. Тогда через опреде�

лённое время все горячие

молекулы должны были

сконцентрироваться в од�

ной части сосуда, а холод�

ные — в другой. Таким об�

разом, фантастический

демон Максвелла якобы позво�

ляет нагреть одну часть систе�

мы и охладить другую без прив�

лечения дополнительной внеш�

ней энергии, что противоречит

термодинамическому принци�

пу, согласно которому энтропия

замкнутых систем не уменьша�

ется. Этот эксперимент имел це�

лью проиллюстрировать псев�

допарадоксальность Второго

начала термодинамики.

Парадокс решается, если

учесть то, что для существова�

ния самого демона тоже необ�

ходима энергия от внешнего

источника. Удивительно, но

мысленный эксперимент Мак�

свелла в реальности удалось

воссоздать в 2010 году физи�

кам из университетов Тюо

(Chuo University) и Токио (Uni�

versity of Tokyo). Лабораторная

установка, которая включала в

себя два полистироловых ша�

рика диаметром 0,3 микромет�

ра (один из которых вращался

вокруг другого) была заполне�

на жидкостью. Молекулы жид�

кости благодаря броуновскому

движению подталкивали под�

вижный шарик�ротор, разуме�

ется, с равной вероятностью

как по часовой, так и против

часовой стрелки.

Но далее экспериментато�

ры добавили к системе «демо�

на» — сверхскоростную камеру,

наблюдавшую за шариком, и

компьютер, который руково�

Памятник сферическому коню в Берлине

СТРАНАЗНАНИЙ

26

№ 1 2012

дил электрическим полем.

Этим обеспечивалась обратная

связь. Когда ротор вращался в

заданном направлении, систе�

ма не вмешивалась в его движе�

ние, если же ротор пытался по�

вернуться в обратную сторону,

внешнее электрическое поле

блокировало его. Так был соз�

дан аналог дверцы, которую

открывает и закрывает демон

Максвелла. Причём ротор уве�

личивал свою энергию исклю�

чительно за счёт теплового

движения молекул. Заметим,

что установка отнюдь не нару�

шает законы природы, ведь для

существования «демона», сос�

тоящего из камеры, компьюте�

ра, системы коррекции, необ�

ходима внешняя энергия. Инте�

ресно, что термин «демон»

предложил Вильям Томсон,лорд Кельвин, тогда как сам

Максвелл больше склонялся к

названию «клапан».

Обращение к образу демо�

на было довольно популярным

в те времена. Так Пьер�СимонЛаплас (фр. Pierre�Simon Lapla�

ce, 1749�1827) — французский

математик и астроном; извес�

тен своими трудами в области

дифференциальных уравнений,

один из создателей теории ве�

роятностей ещё в 1814 году ис�

пользовал персонаж демона в

мысленном эксперименте. В

нём это вымышленное, разум�

ное существо (гипотетический

высший разум), восприняв ин�

формацию о расположении и

скорости произвольной точки

во Вселенной, было способно

воспроизводить эволюцию

этой точки как в будущем, так и

в прошлом.

Придумано это существо

было для наглядной иллюстра�

ции степени нашей неосведом�

лённости и необходимости

статистической интерпрета�

ции некоторых реальных про�

цессов в окружающем мире.

Проблематика демонаЛапласа связана, в основном,

не с детерминистическим

прогнозированием событий на

практике, а с возможностью

его теоретического существо�

вания вообще.

Некоторые источники ут�

верждают, что описание гипоте�

тического разума, как «демона»,

принадлежит не Лапласу, а его

биографам. Лаплас видел себя,

прежде всего учёным, и считал,

что человечество может глубже

понять мир самостоятельно,

благодаря развитию науки.

Это, конечно, далеко не

полный перечень научных дос�

тижений, славу, за которые учё�

ные должны разделить с бра�

тьями нашими меньшими.

За рамками этого рассказа

осталось много интересных

фактов, связанных с использова�

нием животных и образов жи�

вотных в науке. Бесспорно, пыт�

ливый читатель обязательно по�

интересуется и выяснит для себя,

что такое теория Чёрного лебедя, задача об одноцветных лошадях, проблема курицы и яйца, парадокс Ахиллеса и черепахи, муравьиный алгоритм,и наконец, гипотеза зоопарка.

Можно ли считать челове�

ка единственным, единолич�

ным творцом науки? Чего мы

стоим без наших четвероногих,

пернатых, земноводных, пере�

пончатокрылых, брюхоногих

помощников и соавторов в на�

учных исканиях?

По материалам интернет�изданий.Л.А. Ревуцкая,

студентка Физико�техническогоинститута

НТУУ «КПИ»

Выдающийся советский математик Колмого�

ров говорил своим ученикам: «Кое�кто считаетматематику нагромождением искусственных ре�цептов и правил, по которым неведомо почемуможно получать нужные результаты. На самомже деле, математика очень проста. Попытай�тесь заменить запоминание — пониманием. Тогдаи правила запомнятся сами собой!»

Предлагаем вам задачи, которым присущ ма�

тематический «секрет». Для их решения понадо�

бится наблюдательность, умение сравнивать, про�

водить аналогии, делать выводы и строить их

обоснование. В каждой задаче вас ожидает кро�

хотное открытие.

1.1. Вы не раз видели горошины и часто дер�

жали в руках стаканы. Размеры тех и других дол�

жны быть вам, конечно, хорошо известны. Пред�

ставьте себе стакан, доверху заполненный сухим

горохом. А теперь мысленно нанижем все горо�

шины на нить, как бусы. Как вы думаете, какой

примерно длины будет эта нить с горошинами?

1.2. В одной бутылке литр воды, в другой —

литр молока. Из второй в первую перелили ложку

молока, а затем из первой во вторую отлили ложку

полученной смеси. Чего теперь больше — молока

в первой бутылке или воды во второй?

1.3. Самолёт покрывает расстояние от пункта

А до пункта В за 1 час 20 минут, Но обратный пере�

лёт он совершает за 80 минут. Как это объяснить?

1.4. Два поезда вышли одновременно с двух

станций навстречу друг другу. Первый достиг

станции назначения спустя час после их встречи,

второй — спустя 2 часа 15 минут после встречи. Во

сколько раз скорость одного поезда больше ско�

рости другого?

1.5. Вы сидите в вагоне железной дороги и же�

лаете узнать, с какой скоростью он мчится. Може�

те ли вы это определить по стуку колёс?

ЗАДАЧИ ДЛЯ СООБРАЗИТЕЛЬНЫХ

Выдающиеся и только начи�

нающие кутюрье и дизайнеры во

всех уголках мира не устают

удивлять нас всё новыми и новы�

ми находками, нередко совер�

шенно не понятными обычному

потребителю, но всегда ориги�

нальными и неожиданными. Соз�

даются не только новые фасоны,

но и принципиально новые виды

одежды и обуви. И при этом лишь

один из их многочисленных эле�

ментов — пуговица — почти не

претерпевает изменений.

Согласно «Словарю русско�

го языка» Сергея Ивановича

Ожегова (1900–1964), пуговица

— это застёжка для петель

одежды, обычно в виде кружка.

Действительно, пуговица —

это застёжка на одежде, пред�

назначенная для соединения её

частей. Для осуществления зас�

тёгивания частей одежды пуго�

вица вдевается в петлю, находя�

щуюся на другой части одежды.

Действительно, большинство

пуговиц соответствуют этому

определению, однако далеко не

все из их многочисленного се�

мейства...

Древние люди части своей

одежды, выполненной чаще все�

го из шкуры убитых ими живот�

ных, скрепляли шипами от рас�

тений, косточками животных и

небольшими прочными палоч�

ками. Позже, в частности в Древ�

нем Египте, с этой же целью

один кусок одежды продевался в

отверстие, сделанное в другом,

либо их концы просто связыва�

лись. Кроме того, использовали

пряжки.

Первые предметы, напоми�

нающие пуговицы, появились за

несколько тысячелетий до нашей

эры, однако это были украшения,

а не застёжки для одежды. Такие

элементы одежды были обнару�

жены в Индии, Китае, а также на

территориях бывшего Древнего

Рима и Древней Греции.

Так, греческие воины ещё в

IV веке до нашей эры кожаные

ремни на своей «униформе» зас�

тёгивали спереди на несколько

снабжённых ножками металли�

ческих пуговиц.

Самая же настоящая пуго�

вица с двумя отверстиями для

пришивания к одежде использо�

валась уже в III веке до нашей

эры: к такому выводу пришли

учёные, производившие раскоп�

ки в долине реки Инд.

Долгое время для соедине�

ния элементов одежды исполь�

зовались ремни и ремешки с

самыми разнообразными зас�

тёжками и пряжками, много�

численные булавки, а также

продеваемые в петли одежды

шнуры. Привычные же совре�

менному человеку пуговицы

для застёгивания одежды поя�

вились впервые в Германии в

XIII веке. Они быстро получили

широкое распространение в

Европе для изготовления уют�

но облегающей одежды, после

чего они начали своё триум�

фальное шествие по планете.

Интересно, но первыми на

неё обратили внимание мужчи�

ны. Женщины же, как ни стран�

но, новшество встретили «в

штыки», продолжая пользовать�

ся булавками (нередко также вы�

полненными в виде произведе�

ний искусства): вплоть до XIX

века около 70 % пуговиц шло на

мужскую одежду.

Исторически сложилось

так, что пуговицы и застёжки на

женской одежде обычно распо�

ложены с левой стороны. На

этот счёт существует несколько

версий. Так, по одной из них, в

начале использования пуговиц

мужчины чаще одевались са�

мостоятельно, а женщинам при�

ходилось помогать одеваться,

потому пуговицы на женской

одежде стали пришивать иначе,

что было удобнее.

Из Европы пуговица «дока�

тилась» и до бескрайних просто�

ров России. При этом достаточ�

но долгое время на Руси основ�

ным предназначением пуговицы

(тогда её называли «пугвицой»)

было отпугивание враждебных

человеку сил, т.е. пуговица испол�

няла роль магического амулета.

С середины второго тыся�

челетия пуговицы стали соче�

тать в себе две присущие им

функции: быть своеобразными

застёжками и одновременно ук�

рашениями. При этом стои�

мость пуговиц на платье неред�

ко превышала стоимость самого

платья. И это неудивительно,

ведь мужской костюм той эпохи

от подбородка до талии и от

локтя до кисти застёгивался на

часто посаженные пуговицы,

количество которых нередко

превышало сотню.

Своей изысканностью пуго�

вицы демонстрировали богатс�

НЕОБЫКНОВЕННЫЕ ПРИКЛЮчЕНИџ ОБЫКНОВЕННОЙ ПУГОВИЦЫ

ÈÑÒÎÐÈßÈÑÒÎÐÈß ÒÅÕÍÈÊÈÒÅÕÍÈÊÈ

CÒÐÀÍÀÇÍÀÍÈÉ

28

№ 1 2012

тво их владельца. Сделанные из

золота, серебра и слоновой кости,

украшенные драгоценными кам�

нями и жемчугом, они символи�

зировали достаток и высокое по�

ложение в обществе.

В этой связи известен любо�

пытный случай. Такой распрос�

транённый и дешёвый сегодня

металл, как алюминий, ещё в сере�

дине XIX века был большой ред�

костью и потому ценился дороже

многих драгоценных металлов.

Так, один европейский монарх,

желая блеснуть своим богатством,

приобрёл камзол с алюминиевы�

ми пуговицами. Во время аудиен�

ций со своими коллегами из со�

седних стран, он достаточно дол�

гое время свысока посматривал

на менее удачливых собеседни�

ков, которым такая роскошь была

не по карману, и которым остава�

лось лишь завидовать счастливо�

му обладателю редчайших пуго�

виц и ждать лучших времён...

Простейшая пуговица

представляет собой диск с двумя

сквозными отверстиями в его

средней части, однако встреча�

ются пуговицы и других видов и

форм, например, квадратные,

прямоугольные, треугольные, в

виде цилиндра, полуцилиндра

или шара. Количество отвер�

стий также может быть иным

(чаще четыре, реже — три).

Со второй половины XIX

столетия широкое распростра�

нение получили пуговицы из

целлулоида (искусственного по�

лимера, созданного на основе

природного полимера — целлю�

лозы). Целлулоид обладал боль�

шой прочностью, был красив и

достаточно легко окрашивался в

самые разнообразные цвета. Тем

не менее, целлулоид имел сущес�

твенный недостаток — он ока�

зался чрезвычайно горючим и

очень легко воспламенялся. Поэ�

тому уже в начале ХХ века в «пу�

говичном производстве» он был

заменён на другие пластмассы, в

частности негорючие феноло�

формальдегидные.

Сегодня для изготовления

пуговиц используют самые раз�

нообразные материалы: много�

численные пластмассы, метал�

лы и сплавы, стекло, хрусталь,

древесину, кораллы, янтарь, пер�

ламутр, кожу, кость, фарфор,

эбонит, драгоценные и поде�

лочные камни.

Кроме утилитарной фун�

кции современной пуговицы

(застёжка») также можно выде�

лить и такие её функции, как де�

коративная (украшение), маги�

ческая (оберег или талисман),

информативная (опознаватель�

ный знак), а также специальная.

Что касается декоративной

функции пуговицы, то и сегодня,

как и несколько столетий тому

назад, пуговицы нередко изго�

тавливают из драгоценных ме�

таллов, а также драгоценных и

полудрагоценных камней, а их

стоимость превышает стои�

мость самой одежды. Встреча�

ются украшения и у самих пуго�

виц, чаще всего выполненные в

виде кисточек. Сегодня мужская

пуговица уже практически не яв�

ляется символом, какой бы то ни

было торжественности, эту фун�

кцию за неё выполняет запонка.

Любопытна также магичес�

кая функция пуговиц. Интересно,

что «Толковый словарь живого

великорусского языка Владими�

ра Ивановича Даля (1801–1872)

определяет пуговицу как пугалку,

т.е. пуговица должна была отпу�

гивать враждебные силы.

Магическая функция опре�

делялась четырьмя основными

способами и их различными

комбинациями: рисунками либо

узорами на пуговице, её формой

(например, форма яйца или жё�

лудя считается символом плодо�

родия), цветом (например, крас�

ный цвет у славян ранее наделял�

ся свойством отпугивать нечис�

тую силу), а также конструкцией

пуговицы. Так, нередко пуговицы

изготавливали с полостью, в ко�

торую помещали дробину, кусо�

чек олова или камешек, при дви�

жении издававшие приглушён�

ный звук, напоминающий звук

бубенца. Такие пуговицы были

оберегом и не имели утилитар�

ной функции, т.е. не предполага�

ли наличия соответствующей

петли на одежде.

Информативная функция

пуговицы заключается в том, что

этот аксессуар одежды использу�

ется в качестве знака принад�

лежности к определённой груп�

пе, профессии, роду войск и т.д.

И, наконец, специальная

функция пуговицы заключается в

её необычном использовании.

Так, например, иногда в пуговицу

вмонтируют миниатюрную фото�

или кинокамеру, микрофон либо

помещают в неё дозу сильнодейс�

твующего яда. Также известны пу�

говицы�гирьки, широко исполь�

зовавшиеся некоторыми народа�

ми вплоть до конца XIX века.

Различают следующие ос�

новные типы пуговиц:

— пуговица со сквозными

отверстиями; это традиционная

пуговица с двумя, тремя или че�

тырьмя сквозными отверстиями,

необходимыми для прохода ни�

ти при пришивании её к одежде;

Аверс и реверс монеты/пуговицы(Латвийская Республика, номинал 1 лат, серебро 925/й пробы,

1999 год)

29

НЕОБЫКНОВЕННЫЕ ПРИКЛЮЧЕНИЯ ОБЫКНОВЕННОЙ ПУГОВИЦЫ

— пуговица с ушком; на

тыльной стороне такой пугови�

цы выполняется выступ с одним

отверстием, сквозь которое

пропускается нить для закреп�

ления пуговицы на одежде;

— джинсовые пуговицы; та�

кие пуговицы не пришиваются к

одежде, а прикрепляются с по�

мощью заклёпки.

Коллекционирование пуго�

виц называется филобутонистикой. Это увлечение — самос�

тоятельное направление в кол�

лекционировании. Во многих

странах оно не уступает филате�

лии — коллекционированию

почтовых марок, нумизматике

— коллекционированию монет,

бонистике — коллекционирова�

нию бумажных денежных зна�

ков, а также фалеристике — кол�

лекционированию значков, зна�

ков, орденов и медалей. Прос�

тые пуговицы XIX–XX веков

продаются по цене до несколь�

ких американских долларов, за�

то стоимость раритетов может

достигать нескольких тысяч!

Среди многочисленных

пословиц и поговорок есть и та�

кие, в которых упоминаются пу�

говицы, например:

«Пуговички золочёные, а

три дня не евши»;

«Умная умница — что

светлая пуговица»;

«Пуговицы не литы, петли

не виты, ничего не сделано»;

«На чужой рот пуговицу не

нашить»;

«Стой, батальон: пуговку

нашёл! Марш, марш — без ушка!».

Выражение «застегнуться

на все пуговицы» используется

не только в прямом, но и пере�

носном смысле и означает

состояние собранности, подтя�

нутости.

«Застёгнутый на все пуго�

вицы» — не только чопорный, пе�

дантичный и консервативный

«человек в футляре», но осторож�

ный, боязливый и болезненный

Выражение «застегнуть

губы на пуговицу» — означает

дословно: замолчать, не выда�

вать секрета.

Также известно выражение

«нос пуговкой» — для описания

маленького и круглого носика.

И, наконец, принимая во внима�

ние простоту традиционной пу�

говицы, нередко говорят «ясно,

как пуговица».

Пуговица также считается

одним из символов стабиль�

ности и удачи. Поэтому Банк

Латвии, славящийся своими не�

обычными монетами, накануне

третьего тысячелетия выпус�

тил серебряную монету�пуго�

вицу номиналом в 1 лат (в се�

рии монет «Миллениум»). Эта

монета пользуется большим

спросом, как в самой Латвии,

так и за её пределами. Интерес�

но, что в 2001 году американ�

ский ежемесячник «World Coin

News», уже более двадцати лет

определяющий лучшие монеты

мира, признал монетупуговицу самой новаторской монетой года.

И, наконец, пуговицу при�

шить можно не произвольно, а

определённым образом. И пусть

узор, выполненный нитью по�

верх Вашей пуговицы, обяза�

тельно принесёт Вам удачу!

Сегодня «на помощь» пуго�

вице приходят новые элементы

«для разборного» соединения

элементов одежды и обуви меж�

ду собой. В первую очередь это

застёжки«молнии» и застёжки«липучки». Однако, выбирая

новую одежду, многие из нас (и

особенно люди старшего и

среднего поколений) при про�

чих равных условиях всё равно

отдадут предпочтение простой,

но надёжной и долговечной пу�

говице, которая, несомненно,

ещё долгие годы будет оставать�

ся помощницей каждого из нас:

от несмышлёного младенца до

умудрённого жизнью старика.

Литература

1. Ожегов С.И. Словарь рус�

ского языка. — 16�е изд., испр. —

М.: Рус. яз., 1984.

2. Венецкий С.И. Рассказы о

металлах. — М.: Металлургия,

1970.

3. Волшебство обычной пу�

говки // Афиша. — 2011. — № 42

(79). — 01.11.2011.

И.О. Микулёнок,доктор технических наук,

профессор НТУУ «Киевскийполитехнический институт»

Д. ван де Бремден. Зима. 1650 г.

Нить Ариадны для ботаники —

классификация,

без которой — хаос.Карл Линней

Что же такоебиологическаясистематика?

Начнём с определений. Это

наука о видовом разнообразииживых организмов. Это научная

дисциплина, в задачи которой

входит разработка принципов

классификации живых орга�

низмов и практическое приложе�

ние этих принципов к построе�

нию системы.

Классификация — это опи�

сание и размещение в системе

всех существующих и вымерших

организмов.

Основные цели система�тики:

1) наименование таксонов

и описание их характерных

признаков,

2) диагностика (определе�

ние), то есть нахождение места в

системе),

3) экстраполяция, то есть

предсказание признаков объек�

та, основывающееся на том, что

он относится к тому или иному

таксону.

Говоря о классификацииприроды, необходимо признать

огромный вклад тысяч учёных,

начиная с античных времён. Так

одним из первых классифика�

цию природы провёл ещё Арис�

тотель, написав «Зоологическиеработы» в 10�томах, которые ос�

тавались классикой на столетия.

И последующие поколения учё�

ных внесли большой вклад в сис�

тематизацию биологических яв�

лений и живых организмов.

Кто же «отец» и основатель

биологической систематики? Ко�

нечно же, основы современной

систематики живых организмов

были заложены шведским учё�

ным Карлом Линнеем в его зна�

менитой книге «Systema Natu�re» («Система природы»),

опубликованной в 1735 году.

Им была предложена «ес�

тественная классификации»

природы. Живой мир был раз�

бит Карлом Линнеем на таксо�ны, или систематические еди�

ницы, по иерархическому

принципу — от высших к низ�

шим. Основной таксон живой

природы — вид. Этот прин�

цип построения системы полу�

чил название линнеевской иерархии.

Важнейшими понятиями в

систематике является таксон и

таксономическая категория.

Таксон — это группа организ�мов, связанных любой степе�

нью родства и обособленная от

других подобных групп. Это со�

вокупность организмов, имею�

щих общие признаки, которые

отличают их от других организ�

мов. Отдельная особь (т.е. инди�

вид) принадлежит к определён�

ному таксону, но не является

таксоном. Примеры таксонов:беспозвоночные, прямокрылые,

клопы, муравьи, шмель земля�

ной Bombus terrestris.

Таксономическая катего�рия, или ранг — понятие, вве�денное для обозначения уров�ней в классификации различ�ных соподчинённых групп жи�вых организмов. Линнеевская

иерархическая система — рас�положение таксономических

категорий в ряд последователь�но соподчинённых уровней.

Примеры основных так�сономических категорий:надцарство (домен), царство,

тип, класс, отряд, семейство,

род, вид.

В чём разница между поня�

тиями таксон и таксономичес�

кая категория? В том, что, когда

говорится об отдельном таксо�

не, то рассматривается кон�кретная группа живых орга�

низмов. Если говорится о таксо�номической категории (ран�ге), то рассматривается уровень

в классификации, или степеньподчинения в иерархии. В за�

висимости от степени родствалюбая группа живых организмов

одновременно относится к нес�

кольким различным таксономи�

ческим категориям — вид, род,

семейство, класс и так далее.

Интересно, что Карлом

Линнеем были выделены три

царства природы — растения,животные и минералы. Жи�

вотные были им разделены на

шесть классов — Quadrupedia,

Aves, Amphibia, Pisces, Insecta, и

Vermes (четырёхногие, птицы,

земноводные, рыбы, насекомые,

черви). Карл Линней разделил

класс Quadrupedia на несколько

СТРАНАЗНАНИЙ

ÁÈÎËÎÃÈßÁÈÎËÎÃÈß

№ 1 2012

отрядов «четырёхногих» жи�

вотных, включая Anthropomor�

pha (приматы), Ferae (собачьи,

лисьи, медведи) и другие.

По мнению К. Линнея, класс

Amphibia включал рептилий и

амфибий, а класс Vermes был

смешанной группой, включав�

шей червей, пиявок, слизней,

морских огурцов, морских звёзд

и некоторых других животных.

Карлом Линнеем каждый

отряд был разделен на роды, а

каждый род — на виды. Карл

Линней первым ввёл биноми�

нальные (двойные) научныеназвания для живых организ�

мов, состоящие из латинскихназваний рода и вида.

Карл Линней, например,

выделил такие роды животных,

как Leo, Ursus, Hippopotamus, Ho�

mo (лев, медведь, гиппопотам,

человек) и другие. Интересно,

что Карл Линней дал видовое

название и человеку — Homo sa�

piens (человек разумный). Царс�тво растений было разбито

К.Линнеем на 24 Класса.

В 1758 году вышло из печа�

ти десятое издание «SystemaNature». Кроме того К.Линней

опубликовал «Flora Suecic»(«Флора Швеции») (1745), «Philosophia Botanica» («Философия ботаники») (1751) и «Species Plantarum» («Виды растений») (1753).

Новый этап развития биоло�

гической систематики начался с

работ Чарльза Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора» (1859 г.)

и «Происхождение человека иполовой отбор» (1871 г.).

Чарльз Дарвин в книге

«Происхождение видов» обос�

новал основы эволюции живых

организмов. В результате своей

длительной экспедиции на ко�

рабле «Бигль» он собрал огром�

ное количество коллекционно�

го материала, который был им

использован при описании ря�

да новых для науки видов жи�

вотных. Наиболее известны

описания Ч. Дарвиным разно�

образных галапагосских вьюр�

ков, он описал также ряд аме�

риканских хищных птиц и гала�

пагосских ящериц.

Но, кроме того, Ч. Дарвин

опубликовал два тома по систе�

матике усоногих раков, описав

около 150 новых видов. Много�

численные коллекции Чарльза

Дарвина были использованы и

другими исследователями в

Британском музее естественной

истории для описания новых

видов животных и растений.

Развитие идей Ч. Дарвина нашло

своё выражение в современной

синтетической теории эволю�

ции органического мира.

Каково же современноетаксономическое подразделе�

ние живых организмов? Совре�

менные классификации живых

организмов построены по ие�рархическому принципу. Вве�

дены понятия:

таксонов высшего порядка,

а именно: надцарство (домен),

царство, тип (у растений — от�дел), класс, отряд (у растений

— порядок), семейство, род; и таксонов низшего поряд�

ка — вид. Виды состоят уже из

отдельных особей.

Ещё сравнительно недавно

все живые организмы подразде�

ляли на два царства — животные

и растения. Э. Геккель (1894) вы�

делял три царства — животные,

растения и протисты. Позднее,

согласно работам Р. Уиттекера(1969), Л. Маргелис и К. Шварц(1982) выделили пять царств —

четыре царства эукариот(животные, растения, грибы,

протисты)

и царство прокариот (бак�

терии, сине�зелёные водоросли).

Вирусы не соответствовали ни

одной из групп в данной класси�

фикации живых организмов.

Сейчас, по системе Т. Кава�лье�Смит (1998) выделяют два

надцарства (домена): эукарио�ты и прокариоты.

Надцарство эукариот было

разделено на 5 царств: живот�

ные, растения, грибы, хромис�

ты и протисты).

Надцарство прокариот раз�

делено на 2 царства: археи и эу�

бактерии. Как видим, в разделе�

нии царств живых организмов

даже и сейчас идут споры спе�

циалистов.

Что же такое«биологический вид»?

Вид (по�латыни species) —

таксономическая, системати�ческая единица, группа особей с

общими морфо�физиологичес�кими, биохимическими и пове�денческими признаками, спо�собная к взаимному скрещива�нию, дающему в ряду поколений

плодовитое потомство, законо�

31

БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА: ПУТЬ В ТРИСТА ЛЕТ ОТ КАРЛА ЛИННЕЯ ДО ДНК

Титульная страница книгиКарла Линнея

Карл Линней (1707/1778)

СТРАНАЗНАНИЙ

мерно распространённая

в пределах определённо�го ареала и сходно изме�няющаяся под влиянием

факторов внешней среды.

Вид — это реально существующая генетически неделимая единицаживого мира, это основная структурная единица в системе организмов.

Каково же значениебиологической система�

тики в современном ми�

ре? Даже и сейчас в XXI

веке животный и расти�

тельный мир Земли про�

должает хранить свои

тайны, особенно в глуби�

нах океана. Учёные�зоо�

логи и сейчас описывают

новые, неизвестные ранее

для науки виды животных,

а ботаники продолжают

открывать новые виды

растений. Причём, новые

виды животных могут быть до�

вольно крупных размеров.

Например, совсем недавно,

в 1999 году учёными был описан

новый вид кистепёрой рыбы

(Latimeria menadoensis), живу�

щий в море, недалеко от берегов

о. Суматра (Индонезия). Ранее

был известен только один вид

кистепёрой рыбы (Latimeria

chalumnae), обитающий в водах

Индийского океана, около юго�

восточной части Африки и

о. Мадагаскар.

В 2006 году в журнале «Zoo�

taxa» был описан новый вид обе�

зьяны Cebus queirozi (Cebidae,

Primates), обитающий на очень

небольшой изолированной тер�

ритории в Бразилии. В 2010 году

в американском журнале прима�

тологии был описан новый вид

широконосой обезьяны Rhino�

pithecus strykeri (Colobinae, Pri�

mates) из Мьянмы (Юго�восточ�

ная Азия).

В 2009 году на о. Сардиния

(Италия) учёными впервые за

последние 100 лет на террито�

рии Европы был найден новый

вид млекопитающего (грызуна).

По результатам экспедиций

зоологов из Австралии в 2005�

2006 гг. на территории Папуа

Новая Гвинея (о. Новая Гвинея)

было найдено и описано нес�

колько видов млекопитающих,

около 100 видов земноводных,

более 200 видов насекомых и

других животных.

Что уже говорить о насеко�

мых, имеющих мелкие размеры.

Так, ежегодно исследователи

насекомых (энтомологи) нахо�

дят и описывают сотни новых

для науки видов насекомых.

Причём как из трудно доступ�

ных тропических лесов Афри�

ки, Южной Америки и Юго��

Восточной Азии, Австралии,

так и из зон умеренного клима�

та, из тех мест Европы, Азии, Се�

верной Америки, которые, каза�

лось бы, исхожены вдоль и по�

перёк и хорошо изучены.

Описания новых видов на�

секомых позволяют не только

закрепить новые названия за не�

известными ранее жи�

выми организмами, но

также и дать более пол�

ную экологическую ха�

рактеристику их мест

обитания. Многие при�

родные районы и места

обитания животных и

растений в тропиках и

других регионах подвер�

гаются сильному антро�

погенному прессу, а поэ�

тому могут скоро исчез�

нуть или уже практичес�

ки исчезают и разруша�

ются у нас на глазах. По�

этому очень важно изу�

чить и описать те живые

организмы, которые на�

ходятся под угрозой ис�

чезновения. Например,

биология редкого жука�

дровосека Titanus gigan�

teus даже в наше время

ещё не известна.

Кроме того, описа�

ния новых видов насе�

комых позволяют выявлять но�

вые, ранее неизвестные виды

вредителей и прогнозировать их

дальнейшее распространение

как видов�вселенцев (интроду�

центов) на новых территориях.

Например, недавно появивший�

ся в Европе и уже широко рас�

пространившийся по Украине

вид опасного вредителя — каш�

тановой моли (Cameraria ohri�

della). Этот вид был обнаружен и

описан совсем недавно, в 1989

году, а ранее был неизвестен.

Другой опасный вредитель, куку�

рузный жук�диабротика (Diabro�

tica virgifera), — пока ещё каран�

тинный вид. Этот вид сейчас уже

широко расселился в Закарпа�

тье, куда проник в последние го�

ды из Европы.

Систематики могут помочь

решить вопросы диагностики и

тех видов живых организмов, с

которыми человек сталкивается

при практическом использова�

нии. Например, украинским зо�

ологом, канд. биол. наук С. Утев�

ским (Харьковский госунивер�

32

№ 1 2012

Автор у скульптуры Карла Линнея в г. Стокгольме

ситет) совместно с доктором

наук П. Тронтельджи (США) бы�

ли исследованы многочислен�

ные пробы широко используе�

мой якобы медицинской пиявки

(Hirudo medicinalis L.). В резуль�

тате же анализа ДНК было уста�

новлено, что пробы содержали

четыре разных вида пиявок,

плохо различимых по морфо�

логическим признакам.

Что же такое «видовоеназвание» в современном

понимании? Как утверждает «Кодекс зо

ологической номенклатуры»,видовое название — это науч�

ное название вида. Для обозна�

чения вида используется бино�минальная номенклатура —

система, по которой каждый вид

получает название на латыни,состоящее из двух слов: первое

— родовое название, второе —

видовое. В конце научного наз�

вания вида приводится автор,

давший это название, и год опи�

сания в литературе. Например,

домашняя муха — Musca domesti�

ca Linneus, 1758, — вид, описан�

ный К. Линнеем в 1758 году.

Интересно, что системати�

ки дают иногда весьма необыч�

ные названия новым видам жи�

вых организмов. Например, авс�

тралийский энтомолог Алек�

сандр Жиро (A. Girault) присваи�

вал самые необычные имена но�

вым видам насекомых в честь

выдающихся людей, например,

учёных (вид copernici, род Davin�

cia), композиторов (beethoveni,

brahmsi, chopini, haydni, listzi, mo�

zarti, schumanni, род Mozartella),

поэтов и писателей (homeri, ver�

gilii, plutarchi, shakespearei, sha�

kespearella, goethei, роды Plutar�

chia, Shakesperia и Goethella), ан�

тичных философов (aesopi, hero�

doti, heracliti, plinii, machiaveli) и

политиков (caesar, brutus, uliano�

vi, lenini, stalini, marxi, liebknechti,

garibaldia, роды Marxiana и Mar�

xella). Кроме того, например, не�

давно энтомологами были опи�

саны паразитические наездники

с такими необычными названи�

ями — Tshudo yudo и Hacuna ma�

tata. Примеров с подобными

названиями довольно много.

В настоящее время назва�

ния живых организмов регули�

руются международными «Ко�дексами зоологической и бота�

нической номенклатуры», кото�

рые определяют современные

правила присуждения, сохране�

ния и изменения названий ви�

дов живых организмов. Спор�

ные вопросы присуждения, из�

менения или сохранения назва�

ний живых организмов реша�

ются Международными комис�сиями по зоологической и бо�

танической номенклатуре. Ко�

декс устанавливает правила, сог�

ласно которым действующим

(валидным) является название

из самой ранней публикации

описания данного живого орга�

низма. Более поздние одинако�

вые названия одного и того же

вида или рода становятся сино�нимами. Действие «Кодексазоологической номенклатуры» распространяется на назва�

ния, опубликованные после

1 января 1758 г. (10�го издания

линнеевской «Systema Naturae»).

Кодексом установлено пра�

вило выделения типового мате�

риала, по которому описывается

данный организм. Выделяется

один типовой экземпляр, кото�

рый обозначается как голотип,

а серия того же вида — парати�пы. Типовой материал должен

храниться не в частной коллек�

ции, а в музее, где он может быть

доступен для исследования.

Как учёные регистрируюти описывают новые виды

животных и растений? Оказываются, во многих

случаях, сейчас они идут практи�

чески по пути К. Линнея и Ч. Дар�

вина, то есть они публикуют на�учные статьи, в которых при�

водят длинные сложные морфо�

логические описания новых ви�

дов организмов и обычно их

чёрно�белые рисунки или фото.

К счастью, сейчас для сос�

тавления морфологических

описаний учёные�систематики

уже могут воспользоваться сов�

ременными оптическими мик�

роскопами, например, МБС,

Olympus, Leica или Zeiss (с уве�

личением до 1000 раз), а также

сканирующим микроскопом (с

33

БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА: ПУТЬ В ТРИСТА ЛЕТ ОТ КАРЛА ЛИННЕЯ ДО ДНК

Систематики должны знатьвиды «в лицо». Голова осы

Голова богомола

Голова мухи

Голова стрекозы

СТРАНАЗНАНИЙ

увеличением до 50000 раз).

Кроме того, современные циф�

ровые цветные или чёрно�бе�

лые фотографии позволяют

показать чёткие детали строе�

ния описываемых новых жи�

вых организмов. Кроме того,

современные компьютерные

программы позволяют «объе�

динить» серии цифровых фо�

тографий и получить высоко�

качественные объёмные фо�

тографии даже самых мелких

живых организмов.

Кроме того, современные

достижения в молекулярно�ге�

нетических методах исследова�

ния позволили учёным исполь�

зовать сравнение уникальных

последовательностей нуклеоти�

дов в структуре ДНК (или крат�

ко, ДНК�последовательностей)

для целей систематики живых

организмов.

Во многих случаях именно

сравнение ДНК�последователь�

ностей позволяет точно разгра�

ничить виды живых организ�

мов, ранее неотличимых или

плохо различимых по их мор�

фологическим признакам.

Для проведения молекуляр�

но�генетического ДНК анализа

необходима проба белка живого

организма. Для такого исследо�

вания пробы обычно сохраня�

ются в 96% спирте, но иногда

можно использовать и сухой

материал (например, всего

лишь сухие части животного

или растения из музейной кол�

лекции).

Успехи ДНК�систематики

позволили разработать между�

народную программу «Штрих�код жизни» («Barcode of life

Initiative»). Уникальные после�

довательности нуклеотидов в

структуре ДНК получили назва�

ние «ДНК штрих�кодов» («DNA�

barcoding»). С 2003 года в Ин�

тернете размещается инфор�

мация об уникальных ДНК�последовательностях многих

групп исследованных живых

организмов, с которыми мож�

но сравнить полученные ДНК�последовательности новых ви�

дов организмов. Таким обра�

зом, можно исследовать даже

только части какого�либо жи�

вого организма и прийти к зак�

лючению, какой же именно вид

находится в данной пробе.

Современные описания

впервые найденных животных,

растений, грибов и других ор�

ганизмов сопровождаются уже

не только детальными морфо�

логическими описаниями, а и

кариологическими, биохими�

ческими, этологическими и мо�

лекулярно�генетическими исс�

ледованиями. Вместе с морфо�

логическими описаниями при�

лагаются также описания ДНК�

последовательностей, а также

современные цифровые фотог�

рафии деталей строения. В нас�

тоящее время фотографии

многих живых организмов, их

морфологические описания и

данные их ДНК�последова�

тельностей размещаются в ба�

зах данных, общедоступных

для всех исследователей через

Интернет.

Например, это такие базы

данных: база Национального

центра биотехнологической

информации США — Genbank

(www.ncbi.nlm. nih.gov/gen�

bank/), база TreeBASE (www.tre�

ebase.org), MorphBank

(www.morphbank.net) для изоб�

ражений, Morphobank

(www.morphobank.geongrid.org)

— для морфологических опи�

саний живых организмов, а

также другие.

Большое значение имеет

вопрос доступности и ясности

информации в описаниях жи�

вых организмов. Многие публи�

кации по систематике выходят

на французском, испанском, не�

мецком, португальском, рус�

ском и других языках. Однако,

сейчас специалисты�система�

тики всё чаще печатают свои

работы не только на русском,

итальянском, китайском или

японском языках, а на англий�

ском языке. Публикации работ

по систематике и описания жи�

вых организмов на английском

языке позволяют им быть более

понятными для всех, быть ши�

роко цитируемыми, а это даёт

возможность использовать их

по всему миру.

В течение десятилетий од�

ним из самых важных изданий

для зоологов�систематиков

34

№ 1 2012

Медоносная пчела

Жук Golofa claviger

Жук/носорог Megasoma gyas

Жук титанус

были толстые тома журна�

ла «Zoological Record». В

данном журнале и сейчас

печатаются списки недав�

но опубликованных новых

названий живых организ�

мов, появляющихся в мире

на всех языках.

Однако, сейчас, в XXI

веке, современные журна�

лы по систематике «пере�

езжают» в цифровой мир, в

Интернет, например, такие

интернет�журналы на анг�

лийском языке как «Zoota�

xa», «ZooKey», «PLoS Bio�

logy», «PLoS One», BMC Jour�

nals становятся все более

популярными, всемирно

признанными и широко

цитируемыми.

Даже сейчас, в XXI веке

систематики всего мира на�

ходят и описывают новые

виды живых и вымерших

организмов из различных

уголков мира. Наверняка

украинские зоологи и бота�

ники с удовольствием бы

назвали новые виды живот�

ных и растений в честь тех

меценатов, которые под�

держали бы их экспедици�

онные поездки и исследо�

вания. Например, украин�

ские энтомологи могли бы

найти новые виды ос, наез�

дников, жуков и бабочек в

районах тропической Аф�

рики и Юго�Восточной

Азии, где есть ещё девствен�

ные, нетронутые человеком

участки природы. В таких

местах даже сейчас могут

быть найдены и впервые

описаны сотни видов но�

вых растений, грибов и раз�

ных животных, причём на�

секомых, вероятно, даже

тысячи новых видов.

Однако, к сожалению, в

настоящее время учёные из

Украины могут посетить та�

кие места для исследований

только в мечтах или при

поддержке иностранных

государств, но не Украины.

В прошлом веке в Кие�

ве архитектор В.В. Горо�децкий был известнейшим

человеком, любившим охо�

ту и сафари. Да и сейчас у

бизнесменов популярны

туры на сафари в Африку.

Присутствующие в таких

турах украинские учёные�

зоологи смогли бы не

просто посетить уникаль�

ные места природы, но и

сделать открытия новых

животных, а тем самым

приумножить славу и честь

Украины в мире.

Какое будущееу биологической

систематики?И в настоящее время

биологическая систематика

сохраняет своё важнейшее

значение для морфологии,

биологии развития, биоге�

ографии, эволюции и пале�

онтологии. И в XXI веке сис�

тематика живых организмов

остаётся серьёзной наукой,

помогающей правильно

классифицировать виды и

понять эволюцию живой

природы.

Современный обмен

информацией и новые тех�

нологии позволяют более

точно и быстро решить

вопросы о видовой принад�

лежности исследуемых жи�

вых организмов. Это помо�

гает избежать или умень�

шить количество ошибок

при идентификации видов

и сохранить подход к сис�

тематике как к точной нау�

ке и фундаментальной час�

ти науки о живом.

В.Н. Фурсовкандидат биологических наук,

старший научный сотрудникИнститута зоологии

НАН Украины, г. Киев

e�mail: ufensia@gmail.com

35

БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА: ПУТЬ В ТРИСТА ЛЕТ ОТ КАРЛА ЛИННЕЯ ДО ДНК

КУСТОДИЕВ Борис Михайлович (1878�1927) русский, советский живописец, графики театральный художник. Учился в Петер/бургской академии художеств у Ильи Репи/на. Член Союза русских художников (с 1907),«Мира искусства» (с 1911).

Кустодиев невероятно быстро для молодо�го художника, но заслуженно завоевал славупортретиста. Однако, по мнению А. Бенуа,главного идеолога объединения «Мир ис�кусства»: «…настоящий Кустодиев — это рус�ская ярмарка, пестрядина, «глазастые» ситцы,варварская «драка красок», русский посад ирусское село, с их гармониками, пряниками,расфуфыренными девками и лихими парня�ми… Я утверждаю, что это его настоящая сфе�ра, его настоящая радость…».

Тонкий рисовальщик, владевший уверен�ным, чётким штрихом, Кустодиев выполнилциклы иллюстраций к произведениям клас�сиков и современных авторов.

Б.М. Кустодиев, Автопортрет (1912)

Б.М. Кустодиев, Купец

«Что такое жизнь? Возможно

ли будет когда�нибудь понять

источник её происхождения?

...В настоящее время

существуют теории, которые

с необыкновенной смелостью

дают ответы на всё».

Ж.А. Фабр, 1879.

В мелких каплях воды в за�

рослях мхов и лишайников жи�

вёт удивительное существо —

тихоходка. Её можно найти в

моховых подушках на почве,

скалах, в водостоках крыш и

даже в цветочных горшках,

есть также пресноводные и

морские виды. Тихоходки от�

носятся к отдельному типу жи�

вых организмов (Tardigrada).

Сейчас описано более 400 ви�

дов тихоходок, в Украине —

50 видов.

Обычно такие мелкие су�

щества известны только узкому

кругу учёных. Но тихоходки

стали «героями» многих жур�

нальных и газетных статей.

Причина популярности — их

необычайная выносливость.

Тихоходки способны пе�

реносить охлаждение жидким

гелием до �272°С и нагревание

до температуры кипения воды,

могут выжить после воздейс�

твия ионизирующего излуче�

ния в 570 тыс. рентген и давле�

ния около 6 тыс. атмосфер. Не�

которые виды сохраняют жиз�

неспособность даже в условиях

открытого космоса.

Возникает резонный воп�

рос: «Можно ли вообще как�то

навредить тихоходке?». В

принципе нет ничего сложно�

го. В активном состоянии тихо�

ходка может быть достаточно

уязвимой. Вот только зачемеё обижать?..

Размеры этого крохотного

существа не превышают 1,5 мм.

Выглядит оно очень трогатель�

но и напоминает внешне ма�

ленького медвежонка. Но уви�

деть его можно только в мик�

роскоп. Полупрозрачное тело

тихоходки состоит из головы и

четырех сегментов, на каждом

из которых находиться пара

толстеньких ножек с длинны�

ми коготками. Двигается она

медленно, преодолевая всего

1,4 мм за минуту.

Тихоходки абсолютно без�

вредны, большинство видов

питаются клетками мхов, кото�

рые животное прокалывает и

высасывает. Однако есть среди

тихоходок и хищники, напада�

ющие на нематод, коловраток,

других тихоходок. Науке из�

вестен лишь один паразити�

ческий вид тихоходок. Его

представители встречаются в

морях и поселяются на щу�

пальцах голотурий, высасывая

их клетки. В свою очередь они

служат добычей для клещей и

ногохвосток.

Когда условия жизни ухуд�

шаются, тихоходка впадает в

СТРАНАЗНАНИЙ

ÁÈÎËÎÃÈßÁÈÎËÎÃÈß

№ 1 2012

криптобиоз. Она уменьша�

ется в размерах, втягивает

конечности и приобретает

форму бочоночка.

Содержание воды в те�

ле животного падает до 1 %

от нормы. Жизнь тихоход�

ки будто замирает, и она

становится почти неуязви�

мой. Именно в этом состоя�

нии тихоходка демонстри�

рует упомянутые нами чу�

деса выносливости. Кроме

того, она становится прак�

тически бессмертной. Ник�

то не знает, сколько лет это

существо может сохранять

жизнеспособность в состо�

янии криптобиоза.

Однако известен слу�

чай, когда живые тихоходки

были обнаружены в высу�

шенном образце мха воз�

растом более 100 лет. Вер�

нуть их к жизни было нес�

ложно — мох просто оп�

рыскали теплой водой.

Такая уникальная вы�

носливость позволила тихо�

ходкам широко расселиться

по земному шару. Они встре�

чаются в Гималаях (на высо�

те 6 тыс. м н. у. м.) и на боль�

ших глубинах океана. Тихо�

ходки найдены в горячих ис�

точниках, где температура

воды достигает 40 °С. Высоко

в горах эти существа живут

при температуре около 0 °С в

прослойках воды подо

льдом, которые образуются,

например, при сползании

ледников.

Выдерживают пребыва�

ние в течение 20 мес. в жид�

ком воздухе при —193°С,

восьмичасовое охлаждение

жидким гелием до — 271°С;

нагрев до 60–65 °С в тече�

ние 10 ч и до 100 °С в тече�

ние часа.

Расселяются тихоходки

пассивно, то есть за счёт вет�

ра, воды и других животных.

Оказавшись в благоприят�

ных условиях, животные

оживают и начинают раз�

множаться, откладывая яйца.

Численность тихохо�

док может быть достаточно

высокой. Так, в иле на дне

днепровских водохрани�

лищ она составляла 1,5 млн.

на м2. В 1 г высушенного

мха могут быть сотни и ты�

сячи тихоходок.

Интересная особен�

ность биологии этих удиви�

тельных животных — посто�

янное число клеток. Малень�

кая тихоходка, которая толь�

ко что вылупилась из яйца,

отличается от взрослой

лишь размерами и имеет та�

кое же количество клеток. В

дальнейшем они не делятся,

рост тихоходки происходит

только за счёт увеличения

размеров клеток.

Некоторые учёные до�

пускают, что эти существа

могут расселяться, путешес�

твуя в космическом прос�

транстве, и что предки сов�

ременных тихоходок при�

были на Землю с далёких

планет.

Эта гипотеза основана

не только на удивительной

выносливости тихоходок.

Дело ещё и в том, что среди

современных животных

тип Tardigrada стоит особ�

няком, объединяя некото�

рые черты других типов.

Учёные исследуют уни�

кальные свойства тихохо�

док и считают, что это по�

может в организации кос�

мических перелётов на да�

лёкие расстояния. Нет ника�

ких сомнений, что учёных

ждут новые открытия и но�

вые чудеса.

Л. Кобзар,научный сотрудник

Полесского природного заповедника

Фотографии с сайта http://fishki.net/comment.php?id=

75913&from=qip

37

ТИХОХОДКА — КОСМИЧЕСКИЙ ПУТЕШЕСТВЕННИК

Я, напэўна, таксама здаюся ім

зверам, і яны разважаюць у за�

сенні траў:

— “Вось ідзе двухногая птушка

без пер’яў

Ці мядзведзь, што шубу

ў ламбард заклаў.В.С. Короткевич

Днестр и Южный Буг (со�

ветское топографическое назва�

ние этой реки, в Украине тради�

ционно называемой Богом)

лишь в нижней части протекают

через степную зону, впадая в

Причерноморские лиманы. А в

среднем течении обе реки пере�

секают Подольскую возвышен�

ность и вынуждены преодоле�

вать горные породы. Вследствие

этого, Днестр в своём среднем

течении образует глубокий ка�

ньон, а Бог прорезает породы

украинского кристаллического

щита, образуя узкий каньон с

выходами гранита и многочис�

ленными порогами.

При этом обе реки создают

уникальные живописнейшие

ландшафты, богатые редкими

видами флоры и фауны, поэтому

уже давно привлекают внимание

исследователей и природоох�

ранников. Относительно дики�

ми остаются также территории,

расположенные в междуречье

этих двух рек на территории

южной части Винницкой облас�

ти. Учитывая большую биологи�

ческую ценность, на описывае�

мой территории в послевоенное

время были созданы первые

природоохранные территории.

Кульминацией этих усилий

уже после восстановления неза�

висимости Украины стали соз�

данные здесь национальный

природный парк (далее НПП)

«Подольские Товтры» (на тер�

ритории Хмельницкой облас�

ти), а также региональный лан�

дшафтный парк «Днестровский каньон» (на территории

Тернопольской области). Впро�

чем, данное положение не соот�

ветствовало потребностям эф�

фективной охраны ландшафтов

и биоразнообразия. Это связа�

но, в основном, с неэффектив�

ностью охраны на территории

регионального ландшафтного

парка, а также отсутствием ре�

альной охраны ценных экосис�

тем южной части Подолья в пре�

делах Винницкой области.

В связи с этим, усилиями учё�

ных и природоохранников соглас�

но Указу Президента были созданы

новые НПП «Днестровский каньон», «Кармелюково Подолье» и «Бугский Гард».

НПП «Днестровский ка�ньон» создан Указом Прези�дента Украины № 96/2010 от

03.02.2010 г. на территории

10829,18 га Тернопольской об�ласти на отрезке долины реки

Днестр общей протяженнос�тью 250 км.

Здешние ландшафты — это

живописные каньонообразные

долины реки Днестр и её при�токов: Стрипы, Серета, Джурина

с прилегающими территория�ми. Здешняя местность очень

сильно расчленена оврагами и

балками. Общемировую цен�

СТРАНАЗНАНИЙ

ÝÊÎËÎÃÈßÝÊÎËÎÃÈß

№ 1 2012

Карта размещения национальных природных парков:«Днестровский каньон» (1), «Кармелюково Подолье» (2),

«Бугский Гард» (3)

ность имеют здешние обнаже�ния силурийских и девонских

отложений. Для самого Днес�тра, выработавшего здесь глу�бокий каньон, одновременно

характерно меандрирование.

В растительном покрове

парка преобладают дубовые леса

с примесью граба, клёна, липы,

ясеня, берёзы, в отдельных мес�

тах — бука, чередующиеся с отк�

рытыми степными участками на

склонах рек и балок с наскаль�

ной и лугово�степной расти�

тельностью. Склоны оврагов до�

лин рек�притоков Днестра преи�

мущественно покрыты лесной

растительностью. В их составе

встречается ассоциация скаль�

но�дубовых лесов, охраняемая

Зелёной книгой Украины. Из

краснокнижных растений рас�

пространены орхидеи, клекачка

перистая и другие редкие виды.

Наряду с лесными сообщес�

твами широкое распростране�

ние имеют участки луговой сте�

пи, сформированные такими ви�

дами, как осока низкая, осока

горная, эфедра двоколосковая,

овсяница валийская и сеслерия

Гейфлера. Именно в таких сооб�

ществах встречаются также крас�

нокнижные виды: ковыль воло�

систый, перистый и узколис�

тный, горицвет весенний, сон

большой и луговой, ясенец белый,

петушки венгерские. Формации

ковылей к тому же охраняются

Зелёной книгой Украины.

На границе с луговыми сте�

пями произрастают заросли

кустарников, в которых можно

выделить такие типичные степ�

ные виды, как бобчук (степной

миндаль) или тёрн.

Вообще растительность и

флора Днестровского каньона

по некоторым данным по свое�

му биологическому разнообра�

зию превосходят таковые в Кре�

менецких горах (филиал запо�

ведника «Медоборы», а с 2010 г.

также новый НПП, рассказ о ко�

тором ищите в следующих ста�

тьях из этого цикла) и в НПП

«Подольские Товтры».Вследствие сочетания раз�

ного типа условий, исследуемая

территория обладает высокой

фаунистической ценностью.

Богатым является разнообразие

редких и исчезающих насеко�

мых (более 50 видов, занесен�

ных в Красную книгу Украины).

Среди них: красотка�дева, дозо�

рец�император, кордулегастер

кольчатый, кошениль польская,

пахучий и мохнатый стафили�

ны, жук�отшельник, усачи боль�

шой, дубовый, западный и мус�

кусный, земляной крестоносец,

махаон, аполлон, мнемозина,

бражник мертвая голова и

многие другие. Большое фау�

нистическое богатство региона

создают птицы. На территории

парка распространены красно�

книжные млекопитающие: выд�

ра речная и кот лесной.

На каменных склонах и в

зарослях известны такие прес�

мыкающиеся, как желтобрюх и

полоз лесной. Наличие крупной

водной артерии — реки Днестр

и её притоков обеспечивает су�

ществование около 40 видов

рыб, среди которых такие ред�

кие, как подуст и марена. Тер�

ритория парка богата памятни�

ками истории и культуры (431

объект) и архитектуры (72

объекта).

НПП «Кармелюково По�долье» создан согласно Указу

Президента № 1057/2009 г. от

16.12.2009 г. на территории

20203,4 га Тростянецкого и Че�чельницкого районов Винниц�кой области. Особенно прият�но, что это первый НПП на тер�ритории области.

Как уже указывалось, тер�ритория парка занимает часть

Подольского плато, которая яв�ляется относительно равноуда�лённой от главных промыш�ленно�экономических и торго�вых центров региона. Террито�рия парка достигает границ се�веро�западной части южного

Побужья, в основе которого ле�жит украинский кристалличес�кий щит, в пределах Подоль�ской возвышенности. Здешний

рельеф носит водно�эрозион�ный характер, а почвы преиму�щественно тёмно�серые и се�рые оподзоленные.

Наивысшую ценность опи�

сываемого региона составляют

здешние лесные массивы, об�

щей площадью 15 684,95 га, где

преобладают смешанные леса. В

частности, сохранилось нес�

колько уникальных лесных мас�

сивов, расположенных непода�

леку друг от друга с дубово�гра�

бовыми лесами с примесью ду�

39

МЕЖДУ ДНЕСТРОМ И БУГОМ

Пейзаж Национального природного парка «Днестровскийканьон» (Фото http://jarkokozak.livejournal.com)

Горицвет весенний — характерный видлуговых степей Приднестровья

СТРАНАЗНАНИЙ

бово�ясеневых лесов и ценным

флористическим ядром присре�

диземноморских, балканских и

среднеевропейских монтанных

видов растений: береки лекарс�

твенной, арума Бессера, шлем�

ника высокого, купены широко�

листной и др. Как образующие

значительные покрытия во фло�

ре отмечены плющ, а также

краснокнижные скополия кар�

ниолийская и лук медвежий.

На территории парка выяв�

лены многочисленные популя�

ции реликтового краснокниж�

ного вида — бересклета карли�

кового, а также других красно�

книжных видов: дремлика пур�

пурного и широколистного,

гнездовки, а также лилии лесной.

Учитывая высокую природ�

ную ценность, на территории

Чечельницкого района был соз�

дан ботанический заказник об�

щегосударственного значения

«Бритавський» (1990 г.), заказ�

ники местного значения: «Верб�

ська дача» (1981 г.) и «Червоно�

греблянський» (1990 г.), ботани�

ческие памятники природы об�

щегосударственного значения

«Терещукив яр» и «Ромашково»

(1989 г.), и др.

Следует вспомнить и бота�

нический заказник общегосу�

дарственного значения «Гайда�

мацька балка», который был

создан для охраны ценных ду�

бово�ясеневых лесов на терри�

тории Цибуливского сельского

совета (землепользователь

Ободовское государственное

лесоохотничье хозяйство) со�

седнего Тростянецкого района

(1989 г.).

Впрочем, все эти объекты

не имели своего штата охраны,

что делало их охрану на месте

практически не возможной.

Ввиду этого учёными ещё в

1988 г. было предложено созда�

ние на базе этих объектов в

этом относительно диком

уголке нашей страны Южно�

Подольского заповедника.

Впоследствии эта идея тран�

сформировалась в идею созда�

ния в южной части Винницкой

области Чечельницкого нацио�

нального природного парка,

который в итоге и появился

под названием «КармелюковоПодолье».

Название парка привязано

к народной традиции почита�

ния памяти предводителя мес�

тных опрышков Устима Кар�мелюка.

Впрочем, на территории

парка имеются и более старые

археологические свидетельства.

Прежде всего, богата она на три�

польские поселения (конца IV

— начала III тыс. до н.э.), встре�

чаются также поселения черня�

ховской культуры II�V века н.э.

Первое упоминание о стороже�

вых поселениях на месте совре�

менного Чечельника на краю

Буджакской степи датируются

1529 г. В наше время это древнее

местечко является привлека�

тельным благодаря сохранив�

шимся памятникам архитекту�

ры и спокойному провинциаль�

ному укладу жизни.

НПП «Бугский Гард» соз�дан Указом Президента от

30.04.09 г. за № 279/2009 на базе

территории существующего

здесь с 1994 года регионального

ландшафтного парка «Гранит�но�Степное Побужье».

Создание НПП площадью

6138 га является увенчанием

многолетней борьбы за созда�ние в этом несомненно уникаль�ном регионе Украины объекта

природно�заповедного фонда,

который взял бы под охрану весь

отрезок бугского каньона и за�щитил его от дальнейшего раз�вития Южноукраинского энер�гетического комплекса.

«Гранитно�степное Побу�

жье» — это прежде всего вели�

чественные гранитные скалы,

иногда достигающие 40�50 м вы�

соты, русло реки, порожистое с

водопадами и островами. Сход�

ный характер имеют и долины

40

№ 1 2012

Лук медвежий — один из рас/тительных раритетов НПП«Кармелюково Подолье» Характерные ландшафты НПП «Бугский Гард»

левых притоков Южного Буга —

Мигийского Ташлыка, Большой

Корабельной и Мертвовода. Тер�

ритория парка — это настоящий

горный ландшафт среди украин�

ской степи.

Природная ценность реги�

она определяется главным обра�

зом островными местонахожде�

ниями ряда реликтовых и энде�

мичных растений и животных

средиземноморского и горно�

альпийского происхождения.

Выявлено 86 представителей

флоры и фауны, занесенных в

Красную книгу Украины и Евро�

пейский Красный список. Об�

щая флора НПП «БугскийГард» составляет около 800 ви�

дов высших растений.

На каменистых гранитных

скалах распространён целый

специфический комплекс видов

сосудистых растений, а повер�

хность гранитных скал покрыта

накипными лишайниками. Из

краснокнижных растений рас�

пространены сон луговой, голо�

семянник одесский и адонис ве�

сенний. Наибольшее значение

имеют эндемики Прибужья:

смолка, гвоздика и мерингия

бугские, а также вишня Клокова.

Территория объекта имеет

большую ценность для охраны

многочисленных степных бес�

позвоночных. По оценкам спе�

циалистов только насекомых

на территории «Гранитно�

степного Побужья» обитает не

менее 9 тысяч видов. Фауна поз�

воночных животных составля�

ет более 180 видов. Среди них

следует особо выделить уни�

кальный комплекс рыб поро�

жистой части Южного Буга. На�

ряду с распространёнными ви�

дами здесь обитает марена

днепровская — рыба, распрос�

транённая в условиях реофиль�

ных участков. Ценной рыбой

является также шемая дунай�

ская. Всего на территории пар�

ка зарегистрировано 15 видов

позвоночных животных, зане�

сенных в национальную Крас�

ную книгу и Европейский Крас�

ный список. Из краснокниж�

ных пресмыкающихся чрезвы�

чайно редким является полоз

лесной, встречаются также жел�

тобрюх и зелёная ящерица.

Все эти виды формируют

островные популяции. Из ред�

ких птиц наблюдаются балабан

и орёл�карлик. Относительно

многочисленной на террито�

рии парка является краснок�

нижная выдра речная.

Фактически на фоне ог�

ромного процента распахан�

ности Николаевской области,

территория парка стала пос�

ледним островком существова�

ния для остатков некогда бога�

той местной степной флоры и

фауны. Кроме большой при�

родной ценности она чрезвы�

чайно богата археологически�

ми пластами: палеолита, мезо�

лита, неолита, медного и же�

лезного века, бронзовой эпохи,

древних славян, римлян. Всего в

этом районе между посёлками

Мигия и Александровка обна�

ружено 98 археологических

памятников.

«Гранитно�степное Побу�

жье» тесно связано с Войском

Запорожским низовым и Запо�

рожской Сечью. Южный Буг

славился среди запорожцев

как вторая по значению река

после Днепра. На территории

«Гранитно�степного Побужья»

находился Гард (в окрестнос�

тях современного г. Южноук�

раинска) — административ�

ный центр Буго�Гардовой па�

ланки, наибольшей по разме�

рам среди восьми территори�

альных единиц Запорожской

республики.

Необходимо отметить, что,

к сожалению, создание НПП

«Бугский Гард» не повлияло на

прекращение разрушения эко�

систем этого уголка украинской

природы вследствие развития

Южноукраинского энергети�

ческого комплекса. Продолжа�

ется затопление урочища Гард,

ценного с природной и ценней�

шего с точки зрения сохране�

ния историко�культурного нас�

ледия. В связи с этим требуется

продолжение кампании по

борьбе с перестройкой Ташлык�

ского гидроузла, из�за которого

урочище Гард постепенно за�

тапливается. Также необходи�

мым является расширение вновьсозданного НПП «БугскийГард», сохранение всего при�

родного комплекса каньона ре�

ки Южный Буг.

Рассказ о других недавно

созданных национальных пар�

ках ищите в следующих номе�

рах нашего журнала.

Словарик

Меандрирование — пере�мещение главного русла реки в

пространстве, в результате че�го русло приобретает извилис�тый вид

Реофильные участки —

участки равнинной реки с быс�трым течением

И.Ю. Парникоза, к.б.н., научный сотрудник историко�архитектурного

памятника�музея «Киевскаякрепость»

Фото автора

41

МЕЖДУ ДНЕСТРОМ И БУГОМ

Петушки низкие на скалахканьона Южного Буга

на территорииНПП «Бугский Гард»

На страницах «Страны Зна�

ний» мы уже говорили об имму�нитете — способности организ�

ма защищаться, сопротивляться

инфекциям, и цитировали Рос�

сийского академика Р.В. Петро�ва, сравнивающего человеческий

организм с независимым госу�

дарством, а силы иммунитета — с

армией, стоящей на страже его

независимости.

Так вот, наше «независимое

государство» довольно хорошо

защищено от внешнего врага. Все

слизистые оболочки сообщаю�

щихся с внешней средой органов

увлажняются выделениями, име�

ющими в своём составе бактери�

цидные компоненты. Желудоч�

но�кишечный тракт содержит

разнообразные пищеваритель�

ные ферменты, растворяющие

большинство микроорганизмов.

Верхний слой кожи состоит из

ороговевшего эпителия, практи�

чески непроницаемого для мик�

рофлоры (только успевай мылом

смывать!). Потовые и сальные же�

лезы более уязвимы, но в их выде�

лениях также есть бактерицид�

ные компоненты.

Если же, по какой�то случай�

ности, микроорганизм попал

внутрь этой крепости, его ждёт

встреча с иммунной системой,представленной, в основном, бе�

лыми кровяными тельцами.

Первым с врагом встречают�

ся макрофаги (греч. — «большие

пожиратели»), разбросанные по

всему организму. Макрофаг зах�

ватывает показавшуюся ему по�

дозрительной частицу, задумчи�

во переваривает и вывешивает на

своей поверхности антиген —

тот кусок чужеродного материа�

ла, который наиболее отличен от

клетки своего организма, и по ко�

торому легче всего опознать «аг�

рессора». Вроде как портрет на�

рисовал и особые приметы пере�

числил. И ждёт, пока мимо него

током крови не пронесёт Тхелпера (помощника).

Т�хелпер, как и другие лим�

фоциты, рождается в красном

костном мозге. Буква «Т» же озна�

чает, что он прошёл специализа�

цию в тимусе — зобной железе,

расположенной за грудиной.

Специализация хелпера — оце�

нить полученный от макрофага

фрагмент чужеродной клетки,

подтвердить угрозу для организ�

ма, поднять тревогу и скоордини�

ровать контратаку. Последнее он

делает при помощи химических

веществ — лимфокинов. Несмот�

ря на кажущуюся бедность такого

«языка», Т�хелпер достаточно гра�

мотно ставит боевую задачу для

Ткиллеров и Влимфоцитов, а

также стимулирует их размноже�

ние и специализацию.

Т�киллер — убийца. Чтобы

уничтожить врага по получен�

ным от Т�хелпера приметам, ему

нужно вступить с чужаком в не�

посредственный контакт. После

чего враг проглатывается и пе�

реваривается.

В�лимфоциты уничтожают

агрессора, вырабатывая антитела — белково�полисахарид�

ные соединения, наводящиеся на

антиген, что расположен на по�

верхности чужой клетки. Прице�

пившись к антигену, антитело ли�

бо убивает клетку, нарушая её

жизнедеятельность, либо связы�

вает, облегчая Т�киллерам навод�

ку на цель. Антитела также спо�

собны нейтрализовать токсины

— продукты жизнедеятельности

микрофлоры.

А за всем этим наблюдают Тсупрессоры. Их функция — огра�

ничивать силу и длительность

иммунного ответа. Своим «хими�

ческим» языком они дают коман�

ду о прекращении военных дейс�

твий после победы над врагом.

Всё просто, логично и фун�

кционально. Доклад разведки о

вторжении — проверка сведений

— принятие решения — атака —

доклад наблюдателей об уничто�

жении врага — отбой тревоги.

К сожалению, эта система не

работает при наличии в организ�

ме ВИЧ�инфекции. Вирус имму�

нодефицита человека преиму�

щественно размножается в Т�хел�

перах, убивая их. Снижение чис�

ла Т�хелперов нарушает иммун�

ный ответ, ослабляя его тем силь�

нее, чем больше этих клеток по�

гибает. Поэтому ЛЮБАЯ микроф�

лора может стать для ВИЧ�инфи�

цированного человека смертель�

ной. Снайперы отстреляли ко�

мандный состав гарнизона — ря�

довые в растерянности — кре�

пость пала.

Так что не сам ВИЧ убивает

человека, а те заболевания, кото�

СТРАНАЗНАНИЙ

ÏÎÇÍÀÉ ÑÅÁßÏÎÇÍÀÉ ÑÅÁß

№ 1 2012

43

ДИВЕРСАНТ ПО ИМЕНИ ВИЧ

рым он открыл дорогу в кре�

пость, проведя диверсию против

иммунитета.

Диагноз «ВИЧ�инфекция»

можно поставить уже через 3 ме�

сяца после заражения, сдав кровь

на анализ в специализированную

лабораторию. Но человек про�

должает чувствовать себя здоро�

вым ещё 5�10 лет, не замечая ни�

чего, кроме стойкого увеличения

лимфатических узлов, плотных и

безболезненных на ощупь. И, ра�

зумеется, он может передавать

вирус другим людям.

Последней стадией ВИЧ�ин�

фекции является СПИД (синдром

приобретённого иммунодефи�

цита). Любая микрофлора (даже

не способная вызвать заболева�

ние у человека с нормально фун�

кционирующим иммунитетом)

вызывает тяжелейшие заболева�

ния. Противоопухолевый имму�

нитет также «отключается». С из�

вестными последствиями.

СПИД — относительно новая

проблема человечества. Он был

открыт в 1982 году (США). Сам же

ВИЧ был выделен французским

профессором Люком Монтаньеещё позже, в 1983 году. Но счита�

ется, что он попал в человеческую

популяцию между 1926 и 1946 го�

дами — в этот период задокумен�

тированы проявления болезни,

похожей на СПИД. Старейший же

в мире замороженный образец

крови человека, содержащий

ВИЧ, относится к 1959 году (па�

циент из Конго).

Откуда же такая напасть взя�

лась? Из Африки. ВИЧ — резуль�

тат мутации ВИО — вируса имму�

нодефицита обезьян.

А вот вопрос, как же именно

он попал к человеку и приспосо�

бился к нему, остаётся открытым.

Существует масса гипотез:

— жители Африки инфици�

ровались через порезы и царапи�

ны, когда охотились на обезьян;

— часть племен практикова�

ла различные ритуальные дейс�

твия, связанные с обезьянами и

их кровью;

— в ряде районов Африки,

из�за залежей урана, повышен ра�

диационный фон, что способс�

твовало мутациям ВИО. Возмож�

но, именно эти мутации позволи�

ли вирусу адаптироваться к чело�

веческому организму.

Теории о биологическом

оружии инопланетян никто, кро�

ме писателей�фантастов, всерьёз

не рассматривает.

В общем, так или иначе, но

джин был выпущен из бутылки. И,

пока учёные пытаются разрабо�

тать вакцину, наша задача сводит�

ся к одному — НЕ ЗАБОЛЕТЬ.ВИЧ передается от человека

к человеку:

— половым путем. Не забы�

вайте, что ваше тело Природой

дано, а не на помойке найдено. Ну

и относитесь к нему соответс�

твенно. Тем более, что кроме

ВИЧ, существует масса других за�

болеваний, а презерватив не даёт

100% гарантии. Только «сущес�

твенно снижает вероятность за�

ражения»;

— инъекционным. Пос�

кольку медработники пользуют�

ся одноразовыми шприцами,

этот путь заражения остался акту�

ален для наркоманов, готовых ко�

лоться одной иглой на всех;

— инструментальным. В

медицине сейчас, в основном,

используют одноразовые скаль�пели, катетеры и т.д. Да и кон�троль над обработкой многора�зового инструментария суро�вый. А вот в полуподпольных

«салонах красоты» и «тату�сало�

нах» качество обработки мани�кюрных инструментов, игл для

пирсинга и нанесения татуиро�вок часто вызывает сомнение.

Поэтому совет модницам: де�лайте маникюр дома, своим инс�трументом — так безопаснее;

— гемотрансфузионным итрансплантационным путями.

То есть связанными с перелива�нием крови, её компонентов, а

также с пересадкой органов. Сей�час, когда каждый донор прохо�дит обследование, вероятность

такого события сведена к нулю;

— от матери к ребёнку.Здоровая плацента не пропускает

вирус к плоду. Поэтому ребёнок,

чаще всего, заражается либо в

процессе самих родов, либо при

грудном вскармливании. Чтобы

этого не произошло, роженице,

больной на ВИЧ, делают кесарево

сечение и, в дальнейшем, её ребе�

нок вскармливается искусствен�

ными смесями.

— бытовым путем. Не поль�зуйтесь чужими бритвами, зубны�ми щётками и другими предмета�ми, на которых может оказаться

кровь (во время чистки зубов

можно поцарапать десну, а, при

бритье, порезаться)!

А вот для медицинских ра�

ботников, часто контактирую�

щих с кровью пациента, ВИЧ�ин�

фекция может являться профес�

сиональным заболеванием. Поэ�

тому акушеры, гинекологи, хи�

рурги, стоматологи и некоторые

другие специалисты ежегодно

проходят обследование на ВИЧ.

СТРАНАЗНАНИЙ

Всего в мире живет около

40 миллионов человек, инфици�

рованных ВИЧ. 2/3 из них — в

Африке, к югу от Сахары. В ЮАР

— 5 миллионов. В Свазиленде

инфицирован каждый третий

взрослый.

В связи с тем, что обследо�

вание на ВИЧ — дело сугубо доб�

ровольное, данные о распрос�

транении инфекции в Украине,

мягко говоря, неточны. По офи�

циальным данным Министерс�

тва здравоохранения в 2010 го�

ду в Украине насчитывалось 182

тысячи ВИЧ�инфицированных.

И мы занимаем пятое в миреи четвёртое в Европе место потемпам распространения ин�фекции — ежедневно заража�ются 58 человек.

Данные Всемирной органи�

зации здравоохранения не столь

оптимистичны. ВОЗ называет

цифру 400 тысяч, и категоричес�

ки не согласна убирать Украинусо второго места по темпамраспространения инфекции вЕвропе и первого в Восточно�европейском регионе.

К сожалению, ВИЧ�инфек�

ция является не только медицин�

ской, но и социальной (общес�

твенной) проблемой. Во все вре�

мена, кроме законов, существова�

ла мораль — основной способ

нормативной регуляции дейс�

твий человека в обществе, прово�

дящий границу между добром и

злом, совестливостью и бессовес�

тностью, честью и бесчестьем,

справедливостью и несправедли�

востью, нормой и ненормальнос�

тью. И, если бы в современном

обществе действовала «Мораль

религиозного человека» или сме�

нивший её после Октябрьской

революции «Моральный кодекс

строителя коммунизма» такие

темпы распространения ВИЧ�

инфекции были бы невозможны.

С развалом СССР украинцев,

как горным обвалом, привалило

СВОБОДОЙ. Но, к сожалению,

большинство людей так и не по�

няло, что с ней, этой свободой,

делать, и сузило это понятие до

«безответственности». Хотя «свобода» вообще и «свобода выбора», в частности, подразумевают осознанный, не завязанный на одних инстинктах ижеланиях, выбор и принятиена себя ответственности запоследующие события.

Помните библейскую исто�

рию об Адаме, Еве, Змее и яблоке?

А теперь представьте, что Адам —

это вы, а Змей — это телевизор с

«высокоинтеллектуальными» се�

риалами об успешных наркома�

нах и миллионерах, женившихся

на девушках лёгкого поведения.

Роль Евы отведём другу (подруге),

что предлагает наркотики (или

заработать денег в ночном клу�

бе). Яблоко — ваша жизнь.

Вы готовы собственноручно

уничтожить собственную жизнь?

Надеемся, что нет.

В.К. Козуля, заведующий эпидемиологическим

отделом Джанкойской линейнойсанэпидстанции на Приднепровской

железной дороге,С.В. Козуля,

кандидат медицинских наук,ассистент кафедры общей гигиены

с экологией Крымскогогосударственного медицинского

университетаимени С.И. Георгиевского

44

№ 1 2012

9.1. Чтобы решить задачу, не

прибегая к уравнениям, нужно рас�

суждения начать с конца.

Очевидно, самый младший сын

получил столько коров, сколько бы�

ло всех сыновей.

А предыдущий сын — на 1мень�

ше и 1/7 остального стада.

Значит, младшему досталось

6/7 доли этого остального.

Из этого следует, что число

сыновей должно делиться на 6 без

остатка.

Теперь осталось сделать допуще�

ние: сыновей было 6, или 12, или 18.

Будем считать, что 24 и больше

сыновей быть не могло.

Несложно убедиться, что верно

первое допущение: сыновей было 6, в

стаде было 36 коров, каждый из сыно�

вей получил 6 коров.

9.2. Никто не сможет, ведь не�

чётное число нечётных слагаемых не

может дать в сумме чётное число 100.

9.3. Нет, это невозможно: ведь

каждый должен получить по 7/20, что

состоит из 2/20 и 5/20, т.е. 1/10 и 1/4.

Значит, 2 яблока нужно разде�

лить на 10 частей, а 5 на 4. Неслож�

но догадаться, что условие задачи

выполнимо лишь для 12 человек и

7 яблок.

9.4. Теперь эта задача кажется

совсем простой: 5/6 — это 2/6 и 3/6

или 1/2 и 1/3.

9.5. В условие задачи вкралась

опечатка: первый турист всыпал не

100, а 200 г крупы.

Тогда, раз за долю одного едока

заплатили 50 грн., вся каша стоит

150 грн.

200 г крупы оцениваем, следо�

вательно, в 60 грн., а 300 г — в 90 грн,

Вычитая из этих сумм стои�

мость одной порции каши — 50

грн., приходим к выводу: первый

турист получит 10 грн., а второй —

40 грн.

Интересно, что некоторые чи�

татели решили задачу и с неверным

условием, и ответ получили ориги�

нальный: турист, внёсший 300 г

крупы, должен получить 62,5 грн.!!!

Т.е. турист, который внёс 100 г

крупы, оказывается должен ему ещё

12,5 грн.

Вот что натворила опечатка!

ОТВЕТЫ и РЕШЕНИЯ к задачам из № 9 2011 г.

Музыка — феноменальное

явление. Её взаимоотношения с

человеком удивительны. Мело�

дичные звуки вершат чудеса — в

человеке пробуждается, преоб�

разуется душа, меняются состоя�

ние, настроение. Начали звучать

первые ноты, проходит какое�то

время, и зал наполняется некой

единой атмосферой, которая

роднит, объединяет людей.

Музыка вызывает в нас эмо�

ции, чувства и властвует над ни�

ми. А эмоции, оказывается, даже

побеждают физическую боль.

Это свойство музыки признаёт�

ся всеми исследователями. Фи�

зиологи обнаружили в ходе

многочисленных эксперимен�

тов, что эмоции у людей и жи�

вотных порождаются централь�

ными областями мозга. Важней�

шая роль в этом процессе при�

надлежит гипоталамусу. Воз�

действуя на гипоталамус, музыка

вызывает эмоции.

Этот процесс может проте�

кать двумя путями: внутренним

и внешним. Первый предпола�

гает, что человек вспоминает

какую�либо музыку, и в резуль�

тате этого у него возникают

эмоции. Можно, услышав знако�

мую музыку, вспомнить собы�

тия, которые происходили во

время её звучания.

Второй путь предполагает,

что человек слушает музыку в

конкретный момент, и в нём

возникают эмоциональные пе�

реживания.

Внешнее воздействие музы�

ки происходит вне коры голов�

ного мозга. Звуковой сигнал

принимается ушными ракови�

нами, затем преобразуется в

нервный импульс и по нервным

путям приходит в гипоталамус.

Гипоталамус воспринимает этот

импульс и преобразует в эмоци�

ональные переживания.

Итак, немного теориио том, что же это такое —

музыкаМузыка — это вид искусс�

тва, художественным материа�лом которого является звук, осо�бым образом организованный

во времени.

Музыка имеет дело со звука�

ми. Звук создается колебаниями

какого�либо тела, например

струны. Звуки бывают разных

типов. Наш слух способен раз�

личать музыкальные и шумо�

вые звуки. Шумовые звуки не

имеют точной высоты, напри�

мер: скрип, гром, шорох, стук

колёс поезда и т.п., но и им наш�

лось применение в музыке.

«Музыка, её первый звук, ро�

дились одновременно с творе�

нием мира», — так утверждали

древние мудрецы. Все древней�

шие учения земных цивилиза�

ций содержат в себе подобные

утверждения и опыт воздейс�

твия музыки на животных, рас�

тения и человека.

Пифагор учился музыке в

Египте и сделал музыку предме�том науки в Италии. Получив сок�ровенные знания о теории музы�ки, Пифагор основал науку о гар�монии сфер, утвердив музыку как

точную науку. Известно, что пи�фагорейцы пользовались специ�альными мелодиями против

ярости и гнева. Они проводили

занятия математикой под музыку,

так как заметили, что она благот�ворно влияет на интеллект.

Аристотель также утвер�ждал, что с помощью музыки

ÑÏÎÐÒ È ÕÎÁÁÈÑÏÎÐÒ È ÕÎÁÁÈ

Симфонический оркестр Мариинского театра

МОЯ МУЗЫКА

СТРАНАЗНАНИЙ

46

можно определённым образом

влиять на формирование челове�ка, и что музыка способна оказы�вать определённое воздействие

на этическую сторону души.

Великий врачеватель древ�

ности Авиценна называл мело�

дию «нелекарственным» спосо�

бом лечения наряду с диетой, за�

пахами и смехом.

Древние трактаты утвер�

ждают: Вселенная звучит, но

привычный человеческий слух

не улавливает небесных звуча�

ний. Их воспроизводит музыка

— отражение космической гар�

монии. Человек, как часть Все�

ленной, настраиваясь посредс�

твом прекрасных мелодий на

гармонические звучания Космо�

са, обретает духовные силы и

физическое здоровье.

Перейдём от теориик практике

Никогда в истории челове�

чества не звучало столько музы�

ки, как сегодня. Из 50�ти опро�

шенных людей, 45 людей слуша�

ют музыку каждый день, в сред�

нем от часа до трёх, остальные 5

людей — не слушают. Это не

странно, ведь мы живём в эпоху

цифровых технологий, когда

можно поместить в «кармане»

музыку, продолжительностью от

18�ти часов до нескольких не�

дель и даже месяцев.

Следующий опрос показал

предпочтения людей в музы�

кальных жанрах. Опросмв 31 че�

ловек, мы получили такие ре�

зультаты:

— 1 человек предпочитает

блюз;

— 7 человек предпочитают

электронную музыку;

— 17 человек предпочита�

ют рок;

— 1 человек предпочитает

поп�музыку;

— 5 человек предпочитают

реп (хип�хоп).

Это далеко не все жанры му�

зыки, а уж тем более не все сти�

ли. Каждому из нас решать, что

слушать, ведь музыкальные

предпочтения меняются со вре�

менем, и мы начинаем искать

что�то новое, что больше будет

нам по душе.

Что касается моих музы�

кальных предпочтений — я

слушаю разные жанры и стили

музыки. Я предпочитаю музыку,

где присутствует женский во�

кал, звуки фортепиано, элек�

трогитар.

Наверное, первое моё се�

рьёзное увлечение музыкой на�

чалось с группы The Rasmus. Ду�

маю, что многие из Вас слышали

композиции этой группы. Следу�

ющая моя любимая группа была

(и есть сейчас) Linkin Park.Сингл «Numb» стал самой узна�

ваемой песней. Думаю, каждый

хоть раз слышал эту песню. Дол�

гие годы я слушал их альбомы, и

до сих пор я в восторге от их му�

зыки. Затем были такие группы:

Slipknot, Nickelback, Red HotChilli Peppers, Bullet For my Valentine, Story of the Year, ТКН,Стигмата, Аматори…

Вместе со всей этой музы�

кой, была и электронная, но в ма�

лых количествах. Постепенно

электронная музыка вытесняла

рок в моём списке. Сейчас элек�

тронной музыки у меня в плеере

больше, чем рока, но она уже ус�

пела мне надоесть. Помимо всего

этого, я также слушаю Rap и Popмузыку (в плане музыки я «всеяд�

ный»). Конечно, есть такие стили,

которых я ещё не слышал, и та�

кие, которые мне не нравятся.

Хотел бы обратить ваше

внимание на такие группы и ис�

полнителей:

AС/DC — легендарная авс�

тралийская рок�группа. Мне их

музыка поднимает настроение.

Кэйко Мацуи — японская

пианистка и композитор, исполняющая музыку в стиле new

age и джаз. Её музыка расслабляет и успокаивает.

The xx — британская инди�

рок группа. Просто спокойная и

хорошая музыка.

Bruno Sanfilippo (БруноСанфилиппо) — музыкант и

продюсер стиля Ambient. Его аль�

бом Piano Textures — это нечто!

Стоит послушать также и

классическую музыку — музыку

прошлого, выдержавшую испы�

тание временем. Она действи�

тельно великолепна. Произведе�

ния Иоганна Себастьямна Ба�ха, Вольфганга Амадемя Мом�царта, Клода Дебюсси и дру�

гих композиторов действитель�

но стоит слушать.

И самое главное, берегите

слух, чтобы лучше слушать му�

зыку и получать наслаждение.

Не слушайте музыку на пол�ной громкости, не слушайтемузыку более двух часов вдень. И помните, музыка может

отразиться на человеке как по�

зитивно, так и негативно.

Александр Денесюк, студент 3�го курса факультета

компьютерных наукНациональной академии

управления

Yngwie Malmsteen — с его десятками Fendeг Stratocaste

Растёт брусника в тихой роще,

смолистым воздухом дыша,

ведёт всю жизнь как можно

проще и оттого так хороша.Н. Холодковский

Это растение известно всем

полещукам. Ранней весной, ког�

да только сойдёт снег, так прият�

но видеть хотя бы какую�нибудь

зелень. А кожистые зелёные

листья брусники прекрасно зи�

муют под толстым покровом

снега.

Как выглядит это растение?

Это небольшой кустик с прямос�

тоячими стеблями. Листья ко�

жистые, тёмно�зелёные с вер�

хней стороны, а с нижней — свет�

ло�зелёные. Цветки небольшие,

снежно�белые, или розовые, плод

— красная сочная ягода.

Эти ягоды многим извес�

тны — у них освежающий и при�

ятный кисло�сладкий вкус. Они

по�своему привлекательны, нев�

зирая на то, что не особенно

сладкие или ароматные. Брусни�

ку едят в свежем виде, варят из

неё варенье, замачивают. Её цен�

ное свойство в том, что ягоды не

портятся при хранении, поэто�

му их можно заготавливать в

большом количестве.

Причина такого своеоб�

разного свойства проста: они

имеют в себе бензойную кис�

лоту, которая предотвращает

их загнивание. Особенно мно�

го в ягодах брусники марган�

ца. В незначительном коли�

честве ягоды содержат также

хром и медь.

Необходимо отметить, что

недостаток указанных элемен�

тов, отмечен при ишемической

болезни сердца, в связи с этим

ягоды брусники особенно по�

лезно употреблять в пищу лю�

дям среднего и преклонного

возрастов.

Брусника распространена в

наших краях и является обычным

видом сосновых лесов Украин�

ского Полесья. Это растение —

один из немногих вечнозелёных

кустарничков. Она, как и дуб�ве�

ликан, долгожитель. Есть данные,

что брусника может дожить до

100�200 и даже 300 лет. Такую

продолжительность жизни име�

ют, правда, не отдельные кустики,

а целый клон брусники, то есть

много растений, которые соеди�

няются под землёй корневища�

ми. Клон постоянно возобновля�

ется: старые кустики отмирают,

новые появляются. Отдельный

кустик живёт недолго — 5�7 лет. В

сосновых лесах севера Полесья

брусника часто образует сплош�

ные заросли — брусничники.

В Полесском природном за�

поведнике этот вид подробно

изучается научными сотрудни�

ками. По данным обследований

установлено, что на территории

заповедника брусника встреча�

ется в травянистом покрове на

площади 3200 гектаров. Наибо�

лее распространена во влажных

и сырых борах. Основная масса

брусничников сконцентрирова�

на на территории Селезовского

заповедного лесничества, где на

площади 140 гектаров растение

образует сплошные заросли.

БРУСНИКА – СВЕРСТНИЦА ДУБА

ÌÈÐ ÐÀÑÒÅÍÈÉÌÈÐ ÐÀÑÒÅÍÈÉ

СТРАНАЗНАНИЙ

48

Подписной индекс 95414

Научно�популярный журнал для юношества

«Страна знаний» №1(37) 2012

Периодичность — 10 раз в год Журнал издаётся с января 2007 года

Главный редактор Тамара Васильевна Белых

Литературный редакторН.Г. Шишкалова

Редакционная коллегия:Н.В. Шмигевский

И.О. Микулёнок

А.В. Якунов

И.Ю. Парникоза

В.Н. Фурсов

Т.А. Федоренко

Н.Г. Шишкалова

Л.А. Ревуцкая

ВёрсткаТатьяна Дёмина

Художник номераВиталий Ивасенко

Обложка

Основатель и издатель –

общественная организация

«Науково�освітня спілка «Майбутнє».

Журнал зарегистрирован

в Государственном комитете телевидения

и радиовещания Украины.

Свидетельство о регистрации

серия КВ, № 11299�І79ПІ

Адрес основателя и издателя: 03040 г.Киев,

пр. 40�летия Октября, 92/1, к. 37.

Телефон: (044) 258�98�07

E�mail: krainaz@mail.ru

Подписано в печать 01.12.2011 г.

Формат 60×84/8. Бумага мелованная.

Печать офсетная.

Ус. печ. листов 6,05. Зак.

Типография

ООО «Основа�принт»

При использовании материалов, опубликованных

в журнале «Страна знаний»,

ссылка на журнал обязательна.

Журнал распространяется по подписке. Отдельные номера журнала

можно приобрести в редакции. К., «Науково�освітня спілка «Майбутнє», 2011 г.

Брусника зацветает во второй половине мая.

Цветение продолжается на протяжении двух�трех

недель. Начинает плодоносить в конце июля.

В условиях заповедника для брусники харак�

терно вторичное цветение и даже вторичное пло�

доношение. Явление вторичного цветения наб�

людается во второй половине августа, когда брус�

ника массово плодоносит. Необычными тогда

становятся кустики — с белыми цветами и крас�

ными ягодами.

На Полесье бруснику с давних времён ис�

пользовали в лечебных целях и в качестве пищи.

В русских травниках (XVII ст.) указан широкий

диапазон использования листьев и ягод брусни�

ки: листья применялись при болезнях почек, по�

дагре, диарее; ягоды свежие и высушенные, а так�

же сваренные и мочёные — при цинге, для лече�

ния ревматизма, как мочегонное средство.

Много людей любят бруснику, и большинство

из них, наверное, знают, что это очень ценное ле�

карственное растение. Лечебные свойства имеют,

в основном, листья. Собирать их необходимо вес�

ной до цветения, или осенью при полном созрева�

нии ягод — в конце сентября. Листья брусники ис�

пользуют как противовоспалительное, бактери�

цидное и витаминное средство.

Таким образом, брусника, которую мы хоро�

шо знаем как спутника наших хвойных лесов,

имеет ценные лечебные свойства и является в то

же время ценным питательным продуктом.

Галина Бумар, кандидат биологических наук, научный сотрудник

Полесского природного заповедника