Борис Ляпунов - Химия завтра
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.
