Четыре этапа науки о волшебных превращениях

Четыре этапа науки о волшебных превращениях

С нами беседует член Президиума Академии наук СССР академик Александр Николаевич Несмеянов, один из крупнейших организаторов советской науки. Он избрал своей узкой научной специальностью металлоорганическую химию. Его труды в этой области переведены на многие языки. Ученые всего мира называют «диазометодом Несмеянова» одну из важнейших реакций синтеза металлоорганических соединений. О будущем удивительнейшей из наук, о будущем науки о чудесных превращениях веществ —

химии — и просим мы рассказать ученого. После короткой паузы ученый начинает рассказ.

— Да, у моей молодой науки, у органической химии, большое и прекрасное будущее. Эта стремительно развивающаяся наука уже имеет огромные достижения и несравненно больше обещает в будущем.

На первом этапе молодая органическая химия — наука, родившаяся из слияния «растительной» и «животной» химии, — занималась только изучением веществ живой природы. Но уже во второй трети прошлого века она вступила на путь самостоятельного творчества. Ее первая победа заключалась в создании веществ, находящихся в организмах. Правда, она шла особыми, а не заимствованными у живой природы путями. Так органическая химия начала свой основной путь — путь синтеза. Идя этим путем, химики сумели синтезировать и органические вещества, которых нет в природе, такие, например, как вещества синтетического волокна — капрон, как нитроглицерин или тротил — взрывчатые вещества, широко используемые в технике. Зоологи не знают животного, шерсть которого состояла бы из капрона. Ботаники не встречали растения, в клубнях или семенах которого откладывался бы тротил. Нет, молекулы этих и многих других органических веществ-красителей, не существующих в природе, лекарственных веществ, более интенсивных, чем природные, моторных топлив высокого качества созданы человеком. Это было второй великой победой органической химии.

Революционное значение этих побед для техники можно иллюстрировать примером из истории промышленности красителей. Пушкин и Гоголь были одеты в костюмы, окрашенные красками только растительного или животного происхождения. В этом смысле их одежда принципиально не отличалась от одежды древних египтян и римлян: В настоящее время в нашей одежде нет ни одной нитки, окрашенной с помощью таких красителей. Ваши костюмы окрашены только искусственными красителями.

Когда-то огромные площади пахотной земли в Центральной Европе засевались мареной, из корней которой добывали ализарин, окрашивающий ткани в кумачовый цвет. Полученный из растений ализарин уходит в прошлое, уступая место более совершенным красителям, уже не похожим на природный. То же произошло с культурами вайды и других индигоносов, служивших для получения синей краски индиго. Вряд ли можно сомневаться, что та же участь постигнет культуры каучуконосов. Ведь уже существует целая гамма синтетических каучуков, одни из которых подобны естественному, другие являются вариантами его строения и свойств, а третьи не имеют ничего общего с ним по составу, но имеют новые ценные свойства, которых нет у природного каучука.

Для большинства людей техническая революция конца XIX века, когда в течение всего двух десятков лет естественные красители были заменены искусственными, прошла совершенно незаметно. И также далеко не все замечают происходящую сейчас еще более грандиозную замену многих естественных материалов, имеющихся в нашем обиходе, искусственными.

Многое из того, о чем мечтали люди в прошлые века и десятилетия, облекается в плоть, переходит из мира фантастики в реальность сегодняшнего дня. Совершенно незаметно начало входить в наш повседневный обиход искусственное волокно. Надевая рубашку из искусственного шелка, вряд ли кто-нибудь вспоминает о чудесном превращении елового полена, ставшего тонкой тканью этой рубашки. Еще более интересны чисто синтетические волокна, получаемые из материалов, не имеющих отношения к живой природе. Капрон, нейлон, полихлорвинил и многие другие волокна, более красивые, прочные, гигиеничные, чем естественные, уже широко идут для производства разных предметов, одежды и обуви. А недавно вы узнали и об искусственном каракуле, изготовленном в СССР из волокна «анид». Искусственный мех быстро вытесняет натуральный так же, как заменители кожи вытесняют кожу естественную.

Я нисколько не сомневаюсь, что естественным волокнам, кожам и мехам, так же как и естественным красителям, придется в будущем окончательно и бесповоротно уступить свое место искусственным материалам. Ведь химики уже могут создать и, бесспорно, будут создавать волокна и ткани с заранее установленными свойствами, несравненно более высокими, чем у естественных материалов.

Бесспорно, люди в XXI веке будут одеты только в искусственные ткани, будут иметь обувь, изготовленную из искусственной кожи, и шубы из синтетического меха, будут окружены предметами, сделанными из искусственных материалов.

Такими материалами, которых тоже не знает природа, мы широко пользуемся уже сейчас. Ваша автоматическая ручка и расческа, радиоприемник и выключатели изготовлены из пластмассы. Ни пластмассовых скал, ни пластмассовых стволов деревьев, ни пластмассовых рогов животных не описывали никогда самые отчаянные путешественники. Этот материал также создан человеком не в подражание природе. Но он больше отвечает нашим требованиям, имеет лучшие свойства, чем природные материалы, и поэтому начинает теснить их по всему фронту.

Целые эпохи в истории материальной культуры человечества названы по имени того главного материала, которым пользовались люди на той или другой ступени своего развития. Было время — поднятый с земли камень, обтесанный другим камнем, был единственным орудием человека. Каменным веком названа эпоха в жизни человечества, тянувшаяся тысячелетиями. За ней шел бронзовый век, железный век. Оставив в стороне общепринятую историческую периодизацию, я с убежденностью могу утверждать, что теперь мы вступили в век искусственных материалов, век пластмасс.

Пластмассы, прочные, как металл, начинают изгонять из производства металлы. Уже найдены пластики, столь же стойкие против кислот и щелочей, как платина. В скульптуре уже применяется пластмасса — здесь придется отступить мрамору. В новых троллейбусах, которые видят москвичи на улицах своего города, обычные силикатные стекла, ведущие свое происхождение от финикийцев, заменены органическим стеклом — гораздо более легким, более прозрачным, пропускающим ультрафиолетовые лучи. Пластмассы, упругие и красивые, могут в конце концов вытеснить полированное дерево.

Уже сегодня автомобиль изнутри отделан пластмассой, имитирующей дерево. Если заглянуть в XXI век, то в обиходе этого столетия не так-то просто будет найти предмет, изделие не из пластмассы, а из веществ, взятых в неизменном виде из природы.

Все, о чем я здесь сказал, — победы органической химии, оперирующей методами» неизвестными организмам живой природы. Я уже говорил о том, что с самого начала своего развития органическая химия разошлась с природой. Даже создавая те же вещества, которые имеются в природе, она шла своей дорогой, не повторяя метода, которым то же самое делает природа. А ведь живая природа синтезирует свои вещества соблазнительно просто и быстро. Стоит вспомнить о работе нашего пищеварительного аппарата, разбивающего пищу на элементарные структурные «кирпичики», и о синтезе в клетках нашего тела, слагающего из этих «кирпичиков» сложнейшие вещества тканей — мышц, костей, мозга.

Искусственный каучук мы получаем путем, ничего общего не имеющим с синтетической лабораторией растения каучуконоса. Операции завода синтетического каучука, часто требующие высокой температуры, в живой клетке заменяются тончайшими воздействиями на каждой стадии процесса разнообразных энзим (ферментов), ускоряющих и направляющих реакцию.

Овладение этими путями природы, этим сложнейшим механизмом химического превращения будет третьей великой победой органической химии, в будущем имеющей тенденцию слиться с биохимией. Я убежден, что химия сможет отпраздновать эту победу еще в нашем веке.

В начале этого нового этапа истории органической химии — энзиматической химии — мы, вероятно, овладеем секретами производства веществ, которые изготовляются и в живых лабораториях природы А затем наступит время — от него мы сейчас еще очень далеки, — когда этими свойственными живой природе путями мы будем получать вещества, которых и природе нет.

Итак, в истории синтетической органической химии мы видим такие основные этапы. Первый — синтез имеющихся в растениях и животных веществ неизвестными природе методами. Второй — создание подобными же синтетическими методами безграничного разнообразия веществ, которых в природе нет. Третий этап — создание методами живой природы (энзиматическими путями) веществ, содержащихся в организмах. И, наконец, четвертый, целиком относящийся к будущему, когда этими же энзиматическими методами мы будем получать и новые, не существующие в природе вещества, создавая для этого небывалые энзимы.

Сейчас трудно говорить о том, к каким практическим результатам приведут эти еще не хоженые сегодня пути органической химии, но они могут быть еще более грандиозными, чем все то, о чем я уже говорил. В овладении секретами хлорофиллового зерна, внутриклеточных превращений веществ в живом организме, может быть, таится технология будущих заводов искусственных пищевых продуктов, которые будут далеко превосходить по качеству, целесообразности состава и усвояемости сегодняшние естественные продукты. Люди тогда найдут способ использовать солнечную энергию гораздо производительней, чем посредством растений.