Николай Жаворонков - Создано человеком
Институт располагает основательным "подсобным"
хозяйством - от электроцеха, механических и столярных мастерских до собственной водородной станции и криогенных установок. Казалось бы, мелочь. Но именно такое добротное "материальное" обеспечение надежно оберегает исследователей от зависимости от подсобных служб, всецело подчиняя время поистине научным изысканиям. Что же касается "выхода" в свет итогов этих исследований, то ими может гордиться вся отечественная химическая наука. В 1985 году, например, группа ученых института была удостоена Государственной премии СССР за разработку и создание так называемых металлорганических соединений - МОС, используемых для получения металлических покрытий, столь необходимых при создании новой техники.
Но какой бы проблемой ни занимались сегодня исследователи, прогресс в этой науке немыслим без достижений аналитической химии и объединенных усилий электроники, физики высоких энергий, кристаллографии и еще многих, многих других наук.
Энергичное сближение, взаимное обогащение различных наук, изучающих сокровенные тайны природы, - типичное явление наших дней. Изменилось и содержание, характер различных областей науки: биология стала, если можно так выразиться, все более химической, химия - физической, а физика математической. Это в союзе с физикой и математикой химия превращается в главную силу в познании многих биологических процессов и расшифровки биологических структур. Именно с помощью химических методов уже расшифрованы структуры сотен важнейших белков и нуклеиновых кислот, выяснено строение антибиотиков, витаминов, гормонов. Получены тысячи новых лекарственных препаратов, созданных путем химического видоизменения природных соединений. Это новейшие антибиотики и биологически активные белки. Химия сыграла особую роль в расшифровке генетического кода и в синтезе простейшего, но настоящего гена.
Но чем могущественней становится наука, тем рациональнее она должна использовать свои возможности.
А накопленный научный потенциал открывает перед исследователями такие перспективы, которые еще вчера казались дерзкой мечтой.
Так, в ближайшем десятилетии все большую роль будут играть исследования строения электронной структуры неорганических молекул и веществ, поиски зависимости свойств вещества от его строения, что необходимо для направленного синтеза соединений и материалов с заданными свойствами.
Наука, все глубже проникая в микроструктуру материи и необъятные просторы Вселенной, раскрывает и новые, неизведанные свойства самой материи. Несомненно, что уже в недалеком будущем она сможет разгадать секреты фотосинтеза и способы управления им. А это значит, что превращение энергии солнечных лучей в потенциальную энергию органического вещества растений станет процессом управляемым.
Именно наука откроет тайну управляемой термоядерной реакции, обеспечив человечество практически неограниченными ресурсами энергии, сохранив и улучшив саму природу. В ее силах уничтожить навсегда голод, нищету, болезни, полностью удовлетворить материальные и духовные потребности всех людей Земли.
Этой великой цели служит и химия, внося свой весомый вклад в интенсификацию курса ускорения.
Попробую проиллюстрировать эту мысль на примере решения продовольственной проблемы.
А она остро стоит сейчас не только у нас в стране, но и во всем мире. И если применительно к нашему государству ее решение означает обеспечение каждого советского человека научно обоснованной нормой питания, то в глобальном, общечеловеческом масштабе этот же вопрос ставится в очень суровой формулировке.
Сможет ли Земля прокормить живущих на ней людей?
Да! Вне всяких сомнений! По данным продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), общий объем производимого в настоящее время в мире продовольствия по калорийности и содержанию протеина даже превышает необходимый уровень (в среднем на душу населения планеты). И тем не менее огромное число людей, особенно в развивающихся странах, голодает. Четверть человечества питается намного ниже допустимой нормы, 30-40 миллионов ежегодно умирает от голода.
В общем, по образному выражению великого русского ученого И. П. Павлова, над всеми явлениями человеческой жизни по-прежнему господствует забота о хлебе насущном. Хлеб и поныне, как и века назад, - самый главный продукт на Земле. Потому что здоровье, физическое состояние и развитие человека в первую очередь зависит от питания. И обеспечение людей всех континентов необходимым количеством пищи - важнейшая, глобальная задача современности. Однако общеизвестно: чтобы решить задачу, необходимо знать исходные данные.
А они таковы: первичным источником питательных веществ для человека (и животных) служат продукты фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями с помощью солнечного света из углекислого газа, воды и минеральных солей. В основе фотосинтеза лежит химическая реакция Н20 + СО2 =02 + 1/6 C6H12O6.
Так что в химическом синтезе, и только в нем, ключ к решению продовольственной проблемы. Возможности ше самих растений беспредельны. Об этом свидетельствует вся практика сельскохозяйственного производства, и мирового и нашего, отечественного, в частности, опыта.
Известны случаи, когда, не внося в почву никаких "допингов" в виде минеральных и органических удобрений, а лишь разумно, со знанием дела эксплуатируя поле, луг, пашню, земледелец неизменно собирал хороший урожай.
Взять хотя бы луга, испокон веков кормившие российские стада. И не рискуя давать квалифицированную оценку возможностям естественного травостоя, сошлюсь на авторитет специалистов-луговодов. Так, директор Всесоюзного научно-исследовательского института кормов имени В. Р. Вильямса (ВИКа), член-корреспондент ВАСХНИЛ М. А. Смурыгин в одном из своих интервью сказал, что луг, который культурно, со знанием биологии растений, почв, водного режима, связей биоценоза (то есть организмов, сосуществующих в его пределах) эксплуатируется, практически неисчерпаем. Например, в хозяйстве института есть опыт, заложенный более 50 лет назад. Это естественный луг со всем его многотравьем. Он никогда не подкармливался удобрениями, не поливался, на нем никогда не производились подсевы.
А между тем его гектар в состоянии целый год кормить самую продуктивную корову.
Подобный опыт осуществлен и с пастбищем. Выпас на нем ведется по специально разработанной методике, обеспечивающей отрастание новых растений, так называемой отавы, взамен уже потравленных, то есть уже съеденных животными. Вот такой бесперебойный конвейер и кормит корову. И не какую-нибудь, а с 6000-килограммовым удоем в год. Как же должен быть плодороден тот луг или пастбище, что 50 лет подряд кормит стадо высокопродуктивных животных, ничего не получая взамен!
Впрочем, растения, в том числе и луговые, поистине достойны уважения. По сути каждое из них - не что иное как посредник между центральным очагом энергии в нашей планетной системе - Солнцем и жизнью на Земле. Это с помощью зеленых растений происходит восполнение органических веществ на Земле, расходуемых человеком в виде пищи, одежды, топлива и других материалов и накопление в запас энергии Солнца в виде химической энергии органического вещества. Поэтому земледелие и является тем звеном, которое с помощью культивируемых растений связывает человека, его творческую деятельность с Солнцем, посылающим на Землю лучистую энергию. Животноводство же преобразует энергию первичных растительных веществ в более ценные продукты питания - мясо, молоко, яйца.
Однако значительная часть энергии кормов затрачивается на обеспечение жизнедеятельности самих животных. Например, переход энергии кормов в продукты животноводства при производстве говяжьего мяса составляет всего 10 процентов, свинины - 20, молока и яиц - 20. Но опыт последних десятилетий показал, что кормовой рацион, сбалансированный по протеину (белки, состоящие из аминокислот, легко усвояемых организмом), обогащенный витаминами, химическими биостимуляторами и минеральными веществами, повышает степень усвояемости кормов, а значит, и продуктивность животноводства. Пример тому - современные птицефабрики:
расход кормовых веществ здесь не превышает двух килограммов на килограмм веса бройлеров.
Значит, органическое вещество, поставляемое нам растением (а это полисахарид - целлюлоза), можно и должно использовать более рационально. А его огромное количество! Только за один год на Земле образуется до 1011 тонн целлюлозы, значительная часть которой вовлекается в биологический круговорот, вступая в различные процессы окисления и распада.
Впрочем, данные о продовольственных ресурсах планеты самые противоречивые. И если советский академик С. С. Шварц оценивает ежегодную первичную продукцию биомассы в 380 миллиардов тонн (при производстве которой из воздуха извлекается 300 миллиардов тонн углекислого газа, из почвы - 5 миллиардов тонн азота и 10- 15 миллиардов тонн других элементов минерального вещества), то оценка тех же возможностей биосинтеза американскими учеными вдвое скромнее.
