Текст книги "Химия завтра"

Автор книги: Борис Ляпунов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 12 страниц)

Какими только эпитетами ее ни награждают! Она и чудесница, она и волшебница, она и всемогущая, она и вездесущая… Но как ни называй, все будет мало. Ведь химия открывает дорогу к изобилию везде и всюду.

ФАНТАСТЫ ПРЕДЛАГАЮТ…

…Я увидел на блюде желтоватый студень с круглыми кусками каких-то овощей или фруктов. Небольшой костяной ложкой, дополнявшей сервировку стола, я попробовал содержимое одной из чашек. Теплая, слегка солоноватая и в то же время приятная ароматная масса была не похожа ни на одно из известных мне кушаний. Мяса не было, но мясной вкус чувствовался в одном желе, которое мы запили какой-то темно-рубиновой жидкостью, напоминавшей по вкусу мускатное вино».

Понравилось? Рассказчику, прибывшему на машине времени в XXX век, – да. Впрочем, люди будущего ему объяснили, что обычно они питаются «более легкими веществами». «Таблетки», – подумал тогда герой романа.

А вот еще меню – тоже из будущего (фантастического, конечно!).

Это – желтые диски: в одних была приятная освежающая кислинка, другие напоминали, скорее, сладковатую сдобу. Диски легко таяли во рту.

Правда, не все фантасты решались переводить человечество целиком на синтетическую пищу. Предполагали так: пусть химия обеспечит хотя бы углеводами да жирами, белки же по-прежнему даст природа.

Ради полноты картины надо сказать, что встречаются среди фантастов и противники химического питания.

Нужно только исключить из рациона рыбу и мясо, сделать вегетарианцами всех людей – так лучше для здоровья, – говорит один. – Оставить, пожалуй, лишь молоко, молочные продукты и яйца, а также, разумеется, хлеб, овощи и фрукты. Только готовить будут, конечно, более питательные, более вкусные и разнообразные блюда, не похожие на современные. И никаких капель или пилюль, которые могли бы сразу утолить голод. Иначе не понадобится желудок, а это уже никуда не годится…

Другой фантаст пишет о том, как в далеком будущем, когда все заполонит синтетика, людям надоест питаться этой едой: им захочется натуральной пищи, а не искусственных яиц с химической формулой на эластичной пластиковой скорлупе… Захочется хлеба, теплого и мягкого, пахнущего спелым зерном, дождем и солнцем. И масла, пахнущего клевером, и джема из черной смородины, и мяса – всего, что дает живая природа…

О плодах грядущей химии живого фантазировали давно. Да и как не мечтать, если проблема питания становится на Земле одной из самых насущных.

Самых насущных для человечества, которое все растет: Землю населяют три с лишним миллиарда людей, к 2040 году населять ее будут десять миллиардов, А голод? От его костлявой хватки и сейчас тяжко страдают в слаборазвитых странах мира. Пищи! Больше пищи! И мысленному взору рисуются заманчивые картины.

Воздух – неиссякаемая кладовая азота, того самого, который растения добывают из почвы. Что, если заставить бактерии перерабатывать атмосферное сырье в съедобную массу, в даровую пищу, в «вечный хлеб», растущий сам собой, ибо микроорганизмы размножаются неимоверно быстро…

Из углекислого газа химия сумеет приготовить крахмал (опять даровое сырье атмосферы, опять химия!). В нашем распоряжении окажутся миллионы, десятки и сотни миллионов тонн клетчатки – пищи для животных и людей. Между прочим, добывать углекислый газ можно также из недр земли, из минералов, из отходов. Даже камни превращались бы в пищу!

Вода, воздух, углекислота, соли, которые находятся в почве, – таков рацион растений. И свет, этот бесценный солнечный дар, нужен для того, чтобы свершалось таинство фотосинтеза, чтобы работала растительная биохимическая фабрика. Главный работник на ней хлорофилл – белковое вещество, похожее на красный гемоглобин крови. Сходны их молекулярные постройки. И фантасты предлагают переделать гемоглобин, сроднить его с хлорофиллом, И тот и другой – комплексы, тот и другой – клешневидные молекулы. Так не удастся ли когда-нибудь заменить частички у этих клешней, чтобы они стали сродни друг другу?

Тогда животные приобрели бы свойства растений. Они, как и растения, перешли бы на воздушное питание с ничтожной добавкой элементов, извлекаемых из солей. Но это же сущие пустяки в сравнении с пастбищами, сеном, силосом, комбикормами, нужными сейчас. Вот было бы гениальное решение животноводческой проблемы! Коровы, овцы, козы, свиньи – заботу о них взяло бы Солнце, человеку не пришлось бы кормить миллионные стада. Да и землю бывших пастбищ он пустил бы на другое.

Заманчиво, что и говорить! Прямо-таки революция в сельском хозяйстве… Однако не слишком ли увлеклись фантасты? Да, видимо, фантазия увела их здесь далеко. Едва ли такая идея осуществима. Едва ли осуществление такой идеи целесообразно. Найдутся другие пути.

Об этом много пишут фантасты.

Не придумать ли пищу, которая ускоряет рост? Это путь к животным-гигантам, изобилию мяса, яиц, молока («Пища богов» Уэллса).

Не попытаться ли сделать то же самое действием излучений? Это тоже был бы путь к изобилию мясных и молочных продуктов, к высоким урожаям фруктов, грибов, овощей, какие нам и не снились.

И не дополнять ли, в конце концов, наше меню чем-то таким, что ныне пропадает бесполезно? Добавить необычное к обычному, ввести в обиход блюда из… Давайте-ка вспомним Жюля Верна!

«– Море, – говорил капитан Немо профессору Аронаксу, – море, господин профессор, кормит меня… Это кушанье, которое вы приняли за мясо земного животного, есть не что иное, как филе морской черепахи, Вот соус из печени дельфина… Вот консервы из ракушек… Вот крем, сливки для которого дало вымя кита, а сахар – водоросли… Наконец, вот варенье из анемонов».

Чем плохо? Разве только одна поправка: убивать дельфинов не будут. Охота на этих интересных животных, которые, по-видимому, обладают в какой-то мере разумом, теперь запрещена.

В Океане миллиарды тонн всякой живности. Вычтем отсюда рыбу – она входит и в ресурсы сегодняшнего дня. Дню завтрашнему придется использовать все остальное, все живое из Океана. Морскую живность станут превращать в продукты, подобные угощениям капитана Немо, да и прибавят к ним десятки других. Сейчас ведь «каплю в море» составляют дары моря на нашем столе. Не здесь ли скрыто будущее благоденствие растущего человечества?

Вот, пожалуй, мы и исчерпали фантастические пути. В мечтах изобилие обеспечено. Фантасты позаботились и о людях Земли, и о тех, кому доведется надолго покидать Землю. Космонавтам в длительных рейсах они предлагают брать с собой оранжереи, аквариумы – для питательных водорослей, разводить мелких животных и птиц, пользоваться искусственной пищей.

Не все думают, однако, и я уже упоминал об этом, что пилюли заменят мясо и рыбу, овощи и все прочее разнообразие нормального человеческого стола. Но существенно пополнят. И, говоря о синтетической пище, проектировщики будущего обращают взоры ко всему, чем располагает мертвая природа.

Если камни послужат пищевым сырьем, то такое сырье найдется не только на земном шаре, но и на Луне, и на других небесных телах, будь то астероиды или спутники планет. Не здесь ли секрет снабжения пищей уже не разведчиков, а покорителей космоса? Тех, кто будет обживать бескрайнее внеземное пространство, жить в лунных, марсианских и венерианских поселках, на искусственных лунах и везде, где удастся устроить филиалы Земли?

Возможно, именно космонавты будут первыми, для кого приготовят не концентрат все из тех же щедрот природы, а пищу, рожденную чисто лабораторным путем. Фантасты предлагают сделать ее одновременно и фармацевтическим препаратом – скажем, бодрящим, возбуждающим мозг.

Мы сейчас дополняем еду витаминами; почему бы не получить сразу все, что необходимо и желудку, и мышцам, и мозгу?

Итак, что же, в конце концов, ожидает человека, допустим, XXI века, когда он сядет за стол или отправится в какое-либо путешествие? В догадках и вымыслах недостатка нет. И правильно, что, говоря о пище грядущего, не обходят химию. В ней как раз и склонны видеть главного «повара», она должна предотвратить угрозу голода, она улучшит питание, сделает его разнообразнее и богаче.

Здесь сходятся пути химии и биологии. И создание пищи искусственной, и улучшение продуктов природных, и повышение урожайности, и все другое, что связано с сельским хозяйством, – все это теперь проблемы не одной химии и не одной биологии, а их союза.

Вот она, кухня будущего, как ее представлял себе писатель И. Нечаев, погибший в годы войны. Его книга «Рассказы об элементах» знакома многим. Эта фантастическая картинка – отрывок из его незаконченной повести.

Злаки, фрукты, овощи в течение долгих месяцев вызревали некогда под солнцем на необозримых пространствах Земли. Сегодня синтетическая пища создается за один час в химических аппаратах. Искусственные ускорители-катализаторы действуют надежнее, чем хлорофилловые зерна. Электрическое поле высокой частоты греет лучше и вернее, чем солнце. Воду, которую некогда, изнывая, ждал с капризного неба крестьянин, теперь неутомимо качают на пищевые фабрики неисчерпаемым потоком могучие сверкающие насосы из легких металлов.

Витамины, гормоны и ферменты – таинственные могущественные вещества, которые природа скупой рукой раздавала живым организмам неуловимо микроскопическими порциями, чтобы они управляли ростом, рождением, здоровьем и силой, – были распознаны человеком до конца и воссозданы чисто химическим путем. Он и здесь перещеголял природу. Она обходилась каким-нибудь десятком гормонов – он создавал их сотнями; естественные вещества обладали чудесными свойствами, а он усиливал эти свойства в тысячи раз; природа оперировала миллионными долями грамма, а он фабриковал витамины и гормоны тоннами, он грузил ими железнодорожные составы, как песком.

Несколько больших фабрик, где синтезируют углеводы, полностью обеспечивают пищей многомиллионный город. Они работают автоматически, день и ночь, как часы. И все, что требуется им, – это воздух, вода, энергия…

Из воздуха извлекают углекислоту. Вода в вакуумных котлах превращается в пар. Энергию дает электричество.

Углекислота и пар смешиваются, проходят через губчатые пластины катализаторов. И вот уже исходные продукты исчезают, и появляется новое вещество – углеводы.

Но не думайте, что этот беленький порошок отправляется прямо в рот. Так было бы чересчур просто.

Во-первых, одних углеводов человеку мало. Ему еще нужны жиры, белок, соли, витамины. Ему нужны также ничтожные доли йода, марганца, кобальта и многих других элементов, которые совершенно случайно попадали в пищу человека прошлого, потому что он и не подозревал об их значении для организма.

Во-вторых, нуте-ка попробуйте наших углеводов… Вы плюетесь! Конечно, это просто невкусно. Но погодите, вы еще пальчики оближете!

Углеводный порошок уходит с фабрики по трем трубопроводам в соседние здания. Часть поступает на белковую фабрику, часть – на жировую, часть – непосредственно на сборочную кухню.

На наших белковых фабриках орудуют грибки, дрожжи.

Да, дрожжи, правда не совсем такие, какие применялись в старину для приготовления теста, но схожие с ними, родственные им. Бактериологи вывели дрожжевые культуры, которые развиваются еще во много раз быстрее. Они размножаются с потрясающей стремительностью. Если им дать волю, они затопили бы земной шар, переполнили бы океаны, растеклись бы по всей Вселенной. Но мы их крепко держим в узде, и даже не сами, а наши безмолвные электрические слуги – фотоэлементы, наблюдающие за уровнем в фабричных чанах.

Жиры добываются таким же точно путем.

Вторая половина XX века родила новые отрасли органической химии – химию вкусов и запахов. Были раскрыты составы всех ароматов, когда-либо щекотавших обоняние человека.

Были выделены в чистом виде все вещества, ничтожному содержанию которых в пище были обязаны своими восторгами заядлые гурманы. Нежный аромат персика и жгучее действие перца, приторность меда и горечь хрена, вкус телятины и печеной картошки – все было приведено к химическим формулам, превращено в порошки и разноцветные жидкости…

Еще до того как мир отказался от животной и растительной пищи, химики уже умели готовить в лаборатории сотни синтетических вкусов и запахов. В концентрированном состоянии эти вещества производили чудовищное действие. Содержимого одной баночки хватило бы для того, чтобы угостить население целого города иллюзией чарджоуской дыни или жареной утки.

Здесь возможны миллионы комбинаций, бесчисленные варианты. И нужны недюжинные знания, чтобы разбираться в них до тонкостей. Обыкновенному же смертному, если он любит посмаковать еду, приходится прибегать к помощи многотомных справочников, к специальным путеводителям по царству вкусов…

Ни одному богатому чревоугоднику прошлого не могли даже присниться изумительные, поистине райские блюда, которые доступны любому человеку XXI века. И все они готовятся из одного и того же безвкусного месива углеводов, жиров, белков.

Главный повар включает экран, и цех за цехом мелькают перед нами. Мы видим склады, где обеды и завтраки лежат многоэтажными штабелями, лабиринт деликатесов, по которому согласился бы блуждать всю жизнь любой лакомка прошлого. 4 000 000 пайков 1250 наименований. Такова ее суточная производительность…

* * *

А вот еще фантастическая установка для получения крахмала из углекислоты (по роману Н. Лукина «Судьба открытия», 1951 год).

В обыкновенной печи горит обыкновенный уголь. Очищенные дымовые газы проходят через каскады брызг холодной воды, газовая смесь растворяет в ней свою углекислоту. Далее газовый остаток вентилятором выбрасывается прочь. Обыкновенная вода разлагается электрическим током на водород и кислород. Энергия здесь используется почти на сто процентов. Вода с углекислым газом, водород и кислород поступают в колонну. Вся колонна наполнена зернами катализатора. Водород в его присутствии соединяется с кислородом и образует воду. При этом освобождается энергия, Она обеспечивает синтез – взаимодействие углекислоты с водой, многоступенчатую цепь химических реакций, в результате которых возникает крахмал. Пищевой продукт получается из углекислоты, образующейся при горении топлива, из отбросов, пока бесполезно уходящих в атмосферу.

* * *

Наконец, Г, Тушкан в повести «Разведчики зеленой страны» (1950 год) выдвигал фантастическое предложение создать из зеленой массы растений вещество, которое, используя лучистую энергию солнца, помогало бы вырабатывать крахмал из минерального сырья.

* * *

Перед нами прошло несколько предложении фантастов, которые касаются будущей пищи человечества, Наука идет вперед, и даже то, что сравнительно недавно представлялось фантастикой, теперь отстало от жизни.

«Витамины, гормоны, ферменты – таинственные могущественные вещества», – писал И. Нечаев. А сейчас они перестали быть таинственными. Химия и биология разгадали их природу. Уже начинают создавать синтетические запахи и приправы, да и сама искусственная пища, видимо, еще до наступления 2000 года станет явью.

Но надо заметить, что иногда фантазия все же заводила слишком далеко. Нам незачем стараться перещеголять природу и стремиться создавать, например, сотни гормонов вместо десятка. Вполне достаточно, если мы хотя бы догоним природу.

И все же эти отрывки любопытны. Они говорят о том, что мечта об искусственной пище зародилась давно, и, как мы увидим дальше, не только у писателей, но и у ученых.

УЧЕНЫЕ МЕЧТАЮТ…

…Узкая дорожка вьется по лесу. Трава на обочинах еще седая от росы, но теплые полосы солнечного света легли поперек дороги, и там уже знойно пахнет смолой. Рой белых бабочек ведет хоровод над невысохшей лужей, темно поблескивающей из-под шершавой листвы орешника. Спокойствие всюду.

Рано или поздно дорожка приведет в город или промышленный поселок. Какой разительный контраст! Мир техники встречает человека шумом станков и моторов, гулом и грохотом машин, копотью печей, стуком насосов, облаками пара над градирнями, пылью и запахом газов.

Такой контраст не может не родить противопоставления техники и природы. Казалось бы, два мира, ни в чем не схожие, сосуществуют рядом, и нет возможности свести их к гармоническому единству. Но так лишь кажется. Леса, луга, поля – это тоже промышленные комбинаты, где производство идет не менее напряженно, чем в заводских цехах.

…В травах и деревьях, в плодах и корнеплодах идут сложнейшие, еще не доступные промышленности процессы синтеза белков, углеводов, жиров и многих других соединений. И то, чего мы достигаем на заводах ценой громадных затрат энергии, ценой создания громоздких, огромных, потрясающих воображение машин и аппаратов, растительность, живые организмы производят бесшумно, просто, экономично и в громадных количествах», – говорит академик С. И. Вольфкович.

«Может быть, на заводе будущего потоки солнечного света, падая на поверхность растворов, содержащих специальные катализаторы, сформируют из атомов азота, углерода, водорода и кислорода аминокислоты, и вещества, в которых солнечная энергия будет занесена в виде энергии химических связей, подвергнутся затем действию других катализаторов. В результате мы получим из воды, воздуха и углекислого газа бесконечное разнообразие удивительных молекул искусственного белка.

Это, несомненно, одна из самых величественных перспектив развития науки. Действительно, организмы животных и человека не способны сами создавать белки из простых веществ – они лишь перестраивают молекулы белков, попадающие в организмы с растительной пищей, а в растениях белки и другие вещества образуются под влиянием катализаторов и солнечного света из очень нехитрых исходных продуктов: из воды, углекислого газа и различных солей. Искусственный синтез аминокислот заменил бы, следовательно, одну из важнейших функций клеток растений.

Не кажется ли такая перспектива слишком фантастической? Нет!» – пишет профессор Л. А. Николаев.

* * *

«Часто говорят о будущем человеческого общества, и я хочу представить его таким, каким оно будет в 2000 году – разумеется, с точки зрения химика.

Когда будет получена дешевая энергия, станет возможным синтез продуктов питания из углерода (полученного из углекислого газа), из водорода (добытого из воды), из азота и кислорода (извлеченных из атмосферы).

Ту работу, которую до сих пор выполняли растения при помощи энергии Солнца, мы уже осуществляем и в недалеком будущем осуществим в более широких масштабах, ибо власть химии безгранична.

Вероятно, наступит день, когда человек будет питаться таблетками, содержащими азотистые вещества, синтетические жиры, крахмал или сахар. Все это будут изготовлять наши заводы в огромном количестве: производство искусственных продуктов питания не будет зависеть ни от времени года, ни от дождей, ни от засухи, ни от мороза, и, наконец, все это не будет содержать болезнетворных микробов – первопричины эпидемий и врага человеческой жизни.

Химия осуществит коренной переворот, важность которого никто не может представить. Исчезнет разница между урожайными и неурожайными районами. И, может быть, человеческая цивилизация изберет для своего пребывания как раз песчаные пустыни, так как они будут полезнее для здоровья, чем распространяющие заразу долины рек и заболоченные равнины, удобренные гнилью.

Но не думайте, что в этой всемирной державе могущества химии исчезнут искусство, очарование человеческой жизни. Если землю перестанут использовать для выращивания продуктов сельского хозяйства, она вновь покроется травами, лесами, цветами, превратится в обширный сад, орошаемый подземными водами, в котором люди будут жить в изобилии и испытают все радости легендарного «золотого века»…

Вы чувствуете, как созвучна эта картинка тому, что мы говорили? Больше полувека прошло, но эти слова о «химии в 2000 году», сказанные знаменитым французским химиком Марселеном Бертло, звучат столь же ярко и сегодня. Мечта о химической пище владела и владеет умами как писателей, так и ученых.

* * *

Что же говорят по этому поводу ученые сегодня? Предоставим слово академику А. Н. Несмеянову и кандидату химических наук М. В. Беликову.

«Представим себе вслед за Бертло то время, когда экономика синтеза пищи (и качество самой этой пищи) одержала верх над старинными традиционными способами ее получения. Несколько огромных заводов, расположенных в разных местностях страны, богатых углем или нефтью, вырабатывают всю потребную населению пищу. Занимают они в сумме площадь всего в несколько сотен квадратных километров… Трудоемкое сельское хозяйство отошло в прошлое, за исключением разве плодоводства и цветоводства. Отошла в прошлое и индустрия, снабжающая сельское хозяйство машинами, горючим, удобрениями, средствами борьбы с полевыми вредителями. Освободилось для более производительной работы 34 процента населения, ныне работающих в сельском хозяйстве.

К этому надо прибавить освобождение рабочих, занятых производством сельскохозяйственных машин, тракторов, сельскохозяйственного грузового транспорта, горючего и всего металла и материалов для них, ядохимикатов и удобрений, – ведь синтез пищи требует лишь части продукции последних. Старую пищевую промышленность сменила новая…

Нет больше неурожайных лет и неурожайных местностей. Нет больше огромных потерь пищи из-за капризов погоды, стихийных бедствий, от вредителей, порчи, гнили, мороза, сегодня уничтожающих большую долю урожая. Отмерли профессии, связанные с кустарным приготовлением пищи, – поваров и кухарок, значительной части официантов; раскрепощение домашних хозяек стало реальным, так как пища готовая, упакованная, подобно консервам, но в отличие от них сполна витаминизированная и вкусная, требует самое большее подогревания. Идеальным становится гигиенический аспект питания. Стандартная по составу – белки, углеводы, жиры, витамины, – приспособленная к возрасту пища лучше обеспечивает нормальные функции организма, чем любая естественная. Нет больше толстяков, больных ожирением сердца и печени… В случае отклонения от нормы можно подобрать специально выпускаемые для больных диетические рационы с повышенным содержанием или, наоборот, отсутствием тех или иных ингредиентов (составных частей. – Б. Л.).

Постепенно уменьшается площадь пахотной земли и взамен возрастает лесная и парковая площадь. Прекращается высыхание и обмеление рек и, наряду с изобилием пищи, непосредственно питающей человека, решается все более острый на земном шаре вопрос о недостатке пресной воды.

Нужны большие и дружные усилия химиков, биологов, врачей, экономистов, для того чтобы наилучшим образом решить эту задачу. Любой, даже частичный успех, достигнутый здесь, окупится сторицею, даст колоссальную экономию средств и выигрыш в здоровье населения.

Все это только постановка проблемы – посадка древа, крона которого уходит высоко в будущее, но корни заложены в почве настоящего и ждут самого заботливого ухода».