Однажды я привез из Латвии два сувенира.

Первый сдал в редакционный музей. Это необычно легкая и изящная деталь — втулка — из тех, что применяют в станках и машинах. Пластмасса? Нет. Похоже, что она выточена из ценной породы дерева.

Второй красуется на моем письменном столе. Впрочем, красуется — не то слово. Речь идет об обыкновенной стеклянной бутылочке, в каких хранится порошок пенициллина. На клочке бумаги, приклеенном к стеклу, четко выведено тушью: «Рибонуклеиновая кислота дрожжевая».

Два сувенира — две судьбы. О них — мой последний рассказ.

Русский ботаник Арвид Калниньш

Есть люди, встречи с которыми ждешь годами. Знаешь их понаслышке. Встречаешь их имя на обложках солидных изданий. Видишь в киножурналах. И все-таки недостает личного общения, чтобы составить себе целостное представление о человеке, имя которого стало для тебя таким знакомым.

Очень давно я хотел увидеть академика Арвида Калниньша.

Первая встреча была заочной. Близкий мне человек болел туберкулезом. Знакомые посоветовали: напишите в Ригу в Институт лесохозяйственных проблем Калниньшу. Он поможет. У них есть новое эффективное средство — ПАСК. Письмо ушло. А вскоре в ответ пришла посылочка с лекарством.

ПАСК (парааминосалициловая кислота) спас жизнь не одному больному. Тысячи людей в нашей стране с благодарностью вспоминают А. Я. Калниньша, С. А. Гиллера и других создателей этого препарата.

И вот я в Риге. Улица Академияс. Здесь расположен целый комплекс новых институтов — органического синтеза, механики полимеров, химии древесины. И внешний вид, и оборудование — модерн, в самом хорошем понимании этого слова…

Синтез, полимеры, химия… Уже из названий видно, что институты занимаются родственными проблемами. Роднит их и еще одно обстоятельство: они, так сказать, братья по происхождению. Все эти научные центры — дети одного отца: они вышли из недр Института лесохозяйственных проблем. Его основатель, профессор Калниньш, тоже распростился со своим детищем. Оставив его на своих учеников, академик возглавил Институт химии древесины.

Жизнь Арвида Яновича Калниньша могла бы послужить благодатным материалом для романиста. Она полна драматических конфликтов и ситуаций. Сын простого лесника, он сумел еще в 1916 году благодаря своей одаренности и трудолюбию окончить политехнический институт, и на год раньше срока. Его учителем был известный химик академик Вальден.

1917 год. Западный фронт. Калниньш — сапер. Демобилизация застает его на Украине, и он остается работать в губсовнархозе. Заведует лесным отделом и одновременно читает лекции по химии в Житомирском пединституте.

1920 год. Возвращается на родину. Избран доцентом кафедры лесной технологии.

1925 год. Министр просвещения в буржуазном «правительстве специалистов». Наука в той Латвии тогда находилась в ведении этого министра.

— «Ведать» было, собственно говоря, некем, — вспоминает Арвид Янович. — По химии, механике, биологии, физике и другим точным наукам работало человек десять-двенадцать. А теперь только в институте, где я директорствую, полторы сотни творческих научных работников. Три доктора и двадцать один кандидат.

Министром Калниньш пробыл недолго. Независимый специалист оказался чересчур независимым. К тому же он слишком много мечтал о переменах, прогрессе и прочих рискованных экспериментах не только в своей научной, но и в социальной области.

Февраль 1940 года. Калниньш становится председателем Общества культурного сближения народов Латвии и СССР.

Июль того же года. Одним из первых решений правительства только образовавшейся Латвийской ССР было назначение профессора проректором Сельскохозяйственной академии.

Война оборвала созидательную деятельность народа. Оккупанты тут же уволили Калниньша из академии. Профессору припомнили все. И просоветские настроения, и то, что он еще в буржуазном парламенте голосовал за отчуждение баронских земель без вознаграждения. Фашистский листок «Национальная Земгалия» требовал 31 июля 1941 года «отстранить от должности коммунистических профессоров А. Калниньша и других». Арвид Янович был брошен в Рижскую центральную тюрьму.

Только через три года, когда Рига стала свободной, он вернулся к педагогической деятельности.

1946 год. За особые заслуги в восстановлении мостов через Даугаву профессор награждается боевым орденом Красной Звезды.

А еще через четыре года ему была присуждена Государственная премия. За ПАСК. Тот самый, с которого начался наш рассказ.

В биографическом справочнике «Русские ботаники» химик Калниньш назван физиологом растений. Почему? Ответ на этот вопрос дают его труды.

Индустрия науки

Городов, которые своим появлением на свет делают географические карты устаревшими, в нашей стране много. Они растут как грибы. И как грибы все чем-то похожи друг на друга. Поэтому я не буду описывать новостройки Олайне, его улицы, выросшие прямо в лесу, и болезни его роста.

Судьба Олайне тесно связана с химией. Об этом вас предупредит дорожный указатель перед последним поворотом на пути в город. «Завод пластмасс», «Завод химических реактивов».

Термин «большая химия» относителен вообще. А по отношению к Олайне он просто неверен. Комплекс, который возводится в Олайне, лучше охарактеризовать понятием «малая химия» (не по значению, разумеется). Или, еще лучше, «тонкая химия». А если говорить о заводе химреактивов, то здесь и само слово «химия» не очень уместно.

Олайне — и в этом заключается его специфика — будущий центр биохимической промышленности Латвии. Биохимия не в лаборатории, а в цехе! Это дело новое, очень сложное и невероятно интересное. Потому, наверное, в Олайне так тянется молодежь со всех концов республики.

Гунневальд Гайшайс, главный инженер завода химреактивов, показал мне образцы, изготовленные в ЦЗЛ — центральной заводской лаборатории. Стеклянные бутылочки, полиэтиленовые пакетики. Расфасовка по нескольку граммов. Потребители олайнской продукции будут получать ее в мизерных партиях. Но не в объемах дело!

Прочитаем внимательно названия: РНК, АТФ, КМЦ, нуклеотиды…

Неспециалисту трудно с первого раза правильно выговорить эти слова. Рибонуклеиновая кислота (РНК). Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Карбоксилметилцеллюлоза (КМЦ). Естественный вопрос: кому и зачем нужны эти вещества?

Олайне будет поставщиком этих препаратов для науки. Наука, штурмующая клеточное ядро, показала нам недавно святая святых жизни — механизм наследственности. Ученые ввели в наш обиход слова, которые повергают в трепетное изумление каждого любознательного человека. ДНК, РНК, нуклеотиды. Когда мы слышим сегодня яростный спор о генетике, мы непременно слышим и эти слова. Проникновение в тайну этих веществ — насущная задача современной науки и практики. Настолько насущная, что в Олайне создается специальное производство.

— Как у нас с кадрами? В штате нашего завода будет несколько миллиардов работников, — улыбается Гайшайс. — Микроорганизмы — главная фигура в нашем производстве. Они будут вырабатывать ферменты и другие вещества, предусмотренные технологией.

Монолог автора. Я смотрю на пробирку с надписью: РНК. Вчера это был простой набор букв. Сегодня каждый школьник знает их смысл. Святая святых жизни становится доступной и взору и рукам целой армии исследователей. Наука превращается в индустрию. Инженер и ученый одновременно — такова сущность современного естествоиспытателя.

Новое поколение исследователей пользуется уже со школьной скамьи понятиями и методами, которые им представляются простыми и очевидными, в то время как они были с трудом выработаны предшественниками.

Верно подметил это известный французский физик Луи де Бройль.

Да. Интеллект человечества неслыханно возрос. Интеллект индивидуума обогащен знанием, которое удесятеряет силы и возможности личности и коллектива.

Горький когда-то мечтал о новом человеке — «Человек с большой буквы». Такой Человек народился в Октябре. И чем дальше он рос и мужал, тем явственнее видел, что его родина и жилище — земля тоже должна стать иною, чем прежде. Обновленной, ухоженной и прекрасной — Землей с большой буквы.

Человек, поднявшийся в космос, не может думать иначе. Когда мы думаем о полетах на другие планеты, в другие звездные миры, мы по астрономической традиции пишем: Марс, Венера, звезда Альтаир, туманность Андромеды, не забывая, что названия планет начинаются с большой буквы. С космической точки зрения Земля — это планета № 3 солнечной системы. И космический взгляд на Землю ко многому обязывает Человека.

Как мы посмотрим в глаза пришельцам из космоса, когда они посетят наш общий дом? Чем оправдаем преждевременные морщины на лике Земли — овраги и оползни, песчаные барханы и каменные осыпи на месте вырубленных лесов, искусственные болота и соляные плеши вокруг оазисов, отравленные реки и замутненный воздух возле наших городов?

Бесхозяйственностью и бездумием предыдущих поколений или междоусобицами и братоубийственными войнами нынешних?

«Человек разумный» со стыдом признается андромедянам, что еще не навел порядка в собственном доме.

Но главное, конечно, не в этом. Человечество живет на Земле. И как бы оно ни рвалось в космос, ему предстоит жить на своей планете, пока светит Солнце. Вряд ли нам удастся колонизовать Марс в ближайшие три-четыре столетия. Что касается Венеры, то межпланетные станции не принесли надежд на возможность обитания там подобных нам существ. Значит, надо покрепче держаться за свою родную матушку-планету.

…Посмотрев на Землю с высоты космического полета, мы обнаружили довольно заметные пробелы в знании своего старого доброго дома. И биологи, и физики, и географы взглянули на земной шар по-новому. И вернулись к… старым проблемам.

Современная география (в содружестве с биологией, социологией, эконометрией) интенсивно и пристально изучает обжитые районы. Это продиктовано заботой о будущем, желанием предвидеть, что произойдет в биосфере, в географической среде в результате активного вмешательства человека.

На последнем съезде Географического общества об этом подробно говорил его нынешний президент член-корреспондент Академии наук СССР С. В. Калесник.

Десять тысяч лет назад на земном шаре обитало менее 10 миллионов человек, теперь — более 3 миллиардов, а лет через 35–40 будет 5–6 миллиардов, в том числе, вероятно, около 350 миллионов в СССР. А площадь земной суши всего 15 миллиардов гектаров. В связи с этим география оказывается причастной и к такому вопросу: хватит ли будущему человечеству продовольствия, сырья, энергетических ресурсов? И хватит ли ему воды и воздуха?

Пресной воды можно «добывать» на Земле ежегодно не свыше 20 тысяч кубических километров. А потребление ее в быту, сельском хозяйстве, индустрии, особенно в таких ее водоемких отраслях, как металлургия и изготовление синтетических материалов, стремительно растет. Растет и ее загрязнение. Общий объем промышленных стоков во всем мире ныне не меньше 400–500 кубических километров в год, и вред от этого будет увеличиваться, если не обратить серьезного внимания на строительство очистных сооружений.

Современное трехмиллиардное население земного шара потребляет для своих производственных нужд столько кислорода, сколько его хватило бы для дыхания 43 миллиардам человек! Проехав 950 километров, автомобиль «проглатывает» столько же кислорода, сколько его требуется человеку на год. Сжигая тонну угля, электростанция потребляет годовую норму дыхания нескольких десятков человек.

Чистого воздуха на Земле становится все меньше.

Не только на улицах Лондона и Токио, отравленных выхлопными газами автомобилей. (В Японии, между прочим, созданы специальные кислородные автоматы наподобие автоматов для продажи газированной воды: задохнувшись от пыли и газолина, вы можете прямо на улице за несколько иен купить «глоток» кислорода.) Содержание кислорода уменьшается вообще в атмосфере Земли. Почему это происходит? Потому что без меры вырубаются леса. Зеленый покров планеты постепенно сдирается с лица Земли. Березовый лист, сосновая хвоя — это та самая фабрика, где вырабатывается O2.

Проблема круговорота в природе кислорода особо актуальна. Уменьшение кислорода — это не только уменьшение чистого воздуха, который нужен всему дышащему. Вторая сторона этой проблемы связана с содержанием в атмосфере двуокиси углерода или углекислого газа. Его становится все больше над планетой. И это тоже не вызывает восторга ученых, прогнозирующих будущее планеты. Вот их расчеты. Ежегодно человечество добывает 3 миллиарда тонн каменного угля. Сжигая его, мы «подаем» в атмосферу более 12 миллиардов тонн углекислоты. Как будто немного: всего 0,6 процента от общего содержания ее в атмосфере. Но добавьте сюда нефть, газ, мазут, торф, сланец, дрова. С тех пор как паровая машина Уайта выбросила в воздух первые килограммы CO2, содержание углекислоты в атмосфере выросло на 12 процентов.

Углекислота поглощается растительностью, поглощается водорослями океана. Насколько больше стало ее в водах, омывающих планету, к сожалению, пока неизвестно. Поглотительная емкость океана определена приблизительно. Но точно известно, что через сто лет в атмосфере Земли прибавится еще 1700 миллиардов тонн CO2.

Это уже многовато. Почему? Потому что климат планеты зависит от того, какой процент углекислоты находится в атмосфере. CO2 — это своеобразное одеяло, в которое укутана Земля. Оно задерживает тепловые лучи, которые испускает наша планета. Отсюда вывод: чем больше двуокиси углерода в атмосфере, тем теплее климат. Теплее — это не значит лучше.

Если содержание CO2 в атмосфере увеличится вдвое, средняя температура воздуха поднимется градуса на три. И тут начнется цепная реакция в биосфере. Более теплая вода океанов растопит дрейфующие льды во многих местах. Начнут таять ледники Памира и Гималаев. А когда вода в океане потеплеет, она будет хуже поглощать из атмосферы и растворять в себе ту же углекислоту. Углекислоты станет в атмосфере еще больше и, следовательно, климат еще теплее. И так далее.

И вот когда начнут таять вечные льды планеты, тогда произойдет катастрофа. Уровень океана поднимется метров на пятьдесят, его воды выплеснутся на сушу, и там, где теперь стоят Нью-Йорк и Лондон, будет новая Атлантида.

Мрачная картина, не правда ли? Но она вполне реальна, если человечество не позаботится о том, чтобы сохранить существующий баланс кислорода и углерода в биосфере.

Фотосинтез. Вот решение проблемы. Искусственный и естественный. Искусственный фотосинтез поможет увеличить пленку жизни на Земле. Чем она большем, чем больше объем растительного вещества, тем больше в атмосфере кислорода, тем меньше углекислоты.

Человечеству должны прийти на помощь и одноклеточные микроорганизмы, прежде всего «космическая водоросль» хлорелла. Она тоже обладает способностью поглощать углекислоту, отдавая в атмосферу кислород. Используя ее на корм животным в глобальном масштабе, мы сумеем реально уменьшить процент CO2 в атмосфере и обогатить ее кислородом.

Наземные растения, и прежде всего лес, черпают из атмосферы 20 миллиардов тонн CO2 и используют ее для построения своего тела. Следовательно, чем больше мы сжигаем топлива, тем больше леса должны держать на планете. Этого требует от нас высшая стратегия жизни, забота не только о ближних наших потомках, но и о тех, кто будет обитать на Земле через тысячи лет.

Сколько леса нужно человеку?

— Два кубометра древесины в год на душу населения, — ответит заготовитель.

— Гектар леса на всю жизнь, — скажет лесовод. — Человек «съедает» в виде дров, бумаги, стройматериалов, смолы и других продуктов добрую сотню сосен, елей, берез — целый гектар взрослых деревьев.

— А нужно ему на самом деле в три раза меньше, — утверждает лесохимик Калниньш.

Проблеме рационального использования древесины и ее отходов профессор посвятил всю свою жизнь. Вполне понятно, что говорить об этом спокойно он не может.

— Человечество все больше вовлекает в хозяйственный оборот материалы, поставщиком которых является природа. Нам нужно топливо, нужно сырье для химии — мы добываем нефть, газ, уголь. Нужны строительные материалы — мы рубим лес. Запасы минерального топлива и сырья когда-нибудь иссякнут. Что касается древесины, то природа непрерывно пополняет ее запасы. Беда в том, что мы уничтожаем леса слишком энергично, а выращиваем их слишком мало. У нас в стране вырубается около четырехсот миллионов кубометров древесины. Но посмотрите, как мы ее используем. Хорошо, если треть срубленного дерева пойдет в дело. Пока сосна превратится в крепежный материал, строительные балки, доски или паркетную дощечку, две трети ее превращаются в отходы. Между тем мы можем — и должны! — обеспечить пополнение ресурсов древесины. Отходы — вот тот замечательный исходный материал, который с помощью химии превращается в пластмассы и древесные плиты. Хвоя, ветки, сучья, стружка, щепа, опилки — все, что сегодня практически выбрасывается, все это необходимо максимально вовлечь в дело! Если превратить в древесностружечные плиты или другие пластики хотя половину отходов, мы сможем вместо двух деревьев рубить только одно. Представляете, сколько лесов сохранится на Земле?

Калниньш прерывает свой монолог, чтобы вручить мне небольшой сувенир.

— Видите эту втулку? Из чего она сделана? Из опилок! Не из ценных пород, а из обыкновенной осины. Осина по традиции считается годной на дрова, да и то не самые лучшие. Однако именно из этого дерева мы можем получать отличные пластики. Нужны, правда, клеящие вещества. Без их участия опилки или стружка не станут пластмассой. Где их взять? Извлечь из тех же лесных отходов. Теперь поставьте эту втулку на место бронзовой. Она прослужит в три раза больше, причем не потребует смазки.

Я прячу втулку в карман, где уже хранится пробирка, подаренная Гайшайсом, и вдруг начинаю понимать, что передо мной одержимый человек, одержимый одной, но пламенной страстью.

Эта страсть сродни вавиловской мечте о новой Земле, сродни сукачевским планам засадить все неудобья корабельными рощами.

Оба великих ботаника шли от природы к технике, к точным наукам.

Калниньш вошел в ботанику через двери химии. Но всеми ими руководила одна общая забота — будущее нашей природы.

Экономия природы, экономия леса — вот главная идея всей жизни и научной деятельности Арвида Калниньша.

…А началось это увлечение, пожалуй, в 1920-м. Ян Калниньш сам поехал тогда в город встречать сына. Лошадь лесника бодро тянула домой легкую бричку. Арвид жадно всматривался в знакомый придорожный пейзаж. Родные леса поредели, опаленные дыханием войны.

Время было летнее — сенокос в самом разгаре. Денек отдохнув, взял в руки косу и Арвид. Однажды, возвращаясь с покоса, он встретил знакомого хуторянина. Тот недавно построился и приглашал в гости.

Дом его, светлый и аккуратный, обдал гостя ароматом свежей смолы. В одном углу на стыке двух бревен темнело какое-то пятно. Арвид провел по нему пальцем. Сырость!

— Не подсушили лес. Не завелся бы грибок, — сказал он хозяину.

— Торопились под крышу, — оправдывался тот.

Война принесла Латвии много бед и опустошений. Добрая половина крестьянских домов была разрушена. Жили в землянках, сараях. Естественно, торопились поскорее построиться. Зимой крестьянин валил лес. Весной — распиливал. Летом древесина (еще влажная!) укладывалась в постройку. Оставалось оштукатурить ее, и можно справлять новоселье.

Радость была недолгой. Сырая древесина быстро поражалась грибными болезнями. Через год-другой новый дом требовал капитального ремонта.

Помочь разоренным войной и оставшимся без крова земледельцам взялся молодой доцент Латвийского университета. Химик по образованию, он ищет прежде всего химические методы защиты древесины от гнили и грибков. Изучены и испытаны десятки антисептиков, но наиболее эффективные найдены в самой древесине. Древесная смола после обработки хлором становится убийственным ядом для грибков. А древесные пеки — отходы лесохимических и смолоперегонных заводов — отлично защищают дерево от влаги и загнивания.

Поиски эффективных средств защиты древесины от преждевременного разрушения, начатые в двадцатые годы, привели к созданию целой отрасли науки. «Консервирование древесины» — это учебник профессора Калниньша. По нему учатся теперь студенты и лесохозяйственники всей нашей страны.

Занимаясь этой в общем-то частной проблемой леса, Калниньш совершает открытие, делающее честь не столько химику, сколько биологу.

На лабораторном столе молодого доцента перебывали тысячи образцов древесины. Чаще всего это была латвийская сосна — главная порода родных лесов. Бруски, над которыми склонялся исследователь, попадали в лабораторию случайно, самотеком. Этот привез хуторянин из-под Орлавы — есть такое болотистое место на границе с Россией. Рыхлый, покрытый бурыми пятнами срез: дерево явно поражено коричневой гнилью.

Другой — кусок телеграфного столба — прислали из Бебрской волости, — там почвы больше глинистые. Диагноз болезни другой: бревно изъедено другим грибком — белой гнилью.

А эта сосна выросла на песчаных дюнах взморья, древесина у нее сухая, плотная. Вот из чего надо строить!

Случайные, казалось бы, факты повторяются. Похожий случай — это уже не простое совпадение, а начало некоей закономерности. Попробуем ее сформулировать. «Качество древесины, ее иммунитет, сопротивляемость к грибковым заболеваниям зависят, по-видимому, от условий, в которых росло дерево». Калниньш записывает эту мысль в дневник наблюдений.

Впрочем, наблюдение его не очень ново. Еще лесовод Г. Ф. Морозов заметил: «Северному крестьянину давно известно, что в бору-беломошнике он найдет лучший материал для смолья-подсочки, в бору-ягоднике — для постройки, в согре — бревна будут суковаты и недолговечны».

Опыт народа широко используется в практике крестьянской жизни. А практика иной раз подводит. Нужна четкая теория. Вот лес для телеграфной линии — он взят с одного и того же участка. Но часть столбов уже сгнила, а некоторые держатся как ни в чем не бывало. В чем же секрет?

Чтобы создать теорию, ученый должен заглянуть в суть явления.

Химик Калниньш входил в лес, вооруженный инструментами своей науки. Он оценивал явления сквозь линзу микроскопа, сквозь призму химического и физического анализов. Качество строевого леса — его упругость, долговечность и иные достоинства — зависит в конечном счете от химической структуры древесины. А от чего зависит эта структура? Ответить на этот вопрос и взялся ученый.

Жизнь ставила перед наукой двадцатых годов еще одну проблему. Химическим заводам, бумажным фабрикам, фармакопеям остро не хватало сырья. Нефть, газ были для химиков пока что «вещью в себе» — на них смотрели как на источник топлива. Уксусная кислота, спирт, смазочные масла, многие лекарства — все это добывалось тогда главным образом из пищевых продуктов.

Кое-что извлекали химики из лесных кладовых — канифоль, скипидар, эфирные масла. Основное сырье для лесной химии — живица, древний как лес продукт. И добывали ее так же, как в древности, подсочкой. Сделав надрез на сосне, человек подвязывал под раной жестяную кружку — карру и уходил. Кружка медленно наполнялась смолистым древесным соком — живицей. Ее собирали и отправляли на смолокурни, чтобы извлечь канифоль и скипидар.

Допотопную технологию усовершенствовал Арвид Калниньш. Он предложил вести подсочку с помощью химических стимуляторов. «Инъекция» серной кислоты в ствол дерева, как оказалось, ускоряет образование и истечение живицы.

Экспресс-метод подсочки быстро привился в лесах Латвии. Изучая особенности стимуляции, Калниньш по-новому взглянул на химическую структуру древесины. Анатомируя прежде пораженный грибком брусок, химик видел перед собой мертвое дерево, видел конец процесса, начатого болезнью. Теперь же он наблюдал за жизнью, или же, говоря строгим языком науки, за физиологией древесины, за процессом образования живицы.

Новые факты привели его к старым выводам. В дневнике наблюдений была слово в слово записана прежняя мысль. Из фразы, которую мы цитировали выше, исчезло лишь одно слово: «по-видимому».

В Стокгольме, на Всемирном съезде лесоиспытателей, инженер Калниньш делает один из докладов. Его тезисы поразили делегатов новизной и смелостью выводов. «Технические свойства и химический состав деревьев зависят от условий их произрастания».

Этот вывод имел огромное значение для практики. Очень важно знать, где и как растет сосна. В одних условиях она даст больше живицы, в других — в ее хвое будет больше эфирных масел, в третьих — в древесной коре лучше образуются дубильные вещества. В четвертых условиях у дерева скорее выработается иммунитет к грибным болезням.

Последнее положение, если вспомнить, совпадает с вавиловской теорией иммунитета. То, что Вавилов открыл для культурной флоры, Калниньш подтвердил на примере дикой древесной растительности.

Мировая лесная наука приняла теорию Калниньша на вооружение. Финский ученый профессор Лассила так оценил в 1929 году работу латыша:

«Эти исследования могут иметь эпохальное значение… Калниньш — первый инженер, который учел влияние биологических факторов на технические свойства древесины».

Богатства, которые нужно поднять

Ободренный успехом, молодой доктор наук возвращается на родину. Он полон энтузиазма, желания внедрить свои идеи в практику.

Лесопромышленность Латвии переживает в тридцатые годы период подъема. Каждый божий день из Лиепаи, Риги и других портов страны уходят лесовозы в Германию, Англию, Францию. Пиловочник, круглый лес, шахтная стойка… Приятный запах стружки и прелых опилок слышен далеко за пределами лесопилок, растущих повсеместно как грибы в теплый дождь.

Лес дает немалые доходы. Неплохо бы вложить кое-какие капиталы в лесохимию, в новое производство, размышляет ученый.

Он вдыхает аромат стружки, топчет опавшую хвою на лесной тропинке, собирает хворост для костра — привычная к постоянному анализу мысль возвращает химика в лабораторию.

Анатомия сосны на первый взгляд несложна. Ее «легкие» — хвоя — открыты всем ветрам. Но вот скальпель исследователя надрезает кору — «кожный покров» дерева. Из надреза проступает «кровь», именуемая живицей. Туловище, как и следовало ожидать, состоит из костей и мышц. Роль скелета играет вещество, из которого получают бумагу, — это целлюлоза. Ради нее пилится в лесу добрая треть деревьев.

Целлюлоза, как кость мясом, окружена другим химическим веществом — лигнином.

Химия целлюлозы достаточно хорошо известна: она складывается из огромного количества «сладких» молекул — из глюкозы.

Лигнин тоже представляет собой природный полимер. И тоже имеет некоторое отношение к кондитерскому делу: из него «добывают» ванилин. Однако изучен он гораздо меньше. Поэтому на фабриках, где «варят» бумагу, после извлечения из древесины целлюлозы лигнин сливают вместе со сточными водами. Коричневые потоки лигнина ядовиты — они отравляют рыбу, воду, водоросли.

Мы перечислили несколько азбучных истин из области науки, которая называется лесохимией. В тридцатые годы эта азбука представляла собой наполовину неразгаданные письмена. Чтобы разгадать их, нужен был приток средств в науку.

Калниньш ратует в печати за изменение лесохозяйственной политики. «Хвойная лапка, остающаяся на лесосеках после рубки леса, — это богатство, которое нужно поднять. Эфирные масла, извлеченные из хвои, — это сырье для парфюмерии и мыловарения, это лекарства — камфара, борнеол». Он предлагает продавать за рубеж не только сырой лес, но и фабрикаты из него.

Однако для латвийской буржуазии лесохимия была делом хлопотным. Строить новые заводы? Зачем? Куда проще переводить в монету иностранной чеканки древесину! Лес прежде всего источник обогащения баронов и лесозаводчиков. Хищнические рубки — вот их основной метод ведения лесного хозяйства. Разгулявшийся топор дровосека наводил ученого на горестные размышления; он призывал экономить древесину, бережно обращаться с корабельными рощами своей родины.

Ленин сказал как-то, что «инженер придет к признанию коммунизма не так, как пришел подпольщик-пропагандист, литератор, а через данные своей науки, что по-своему придет к признанию коммунизма агроном, по-своему лесовод и т. д.».

Инженер и лесовод Калниньш пришел к социалистической идее через данные своей науки. В буржуазной Латвии он так и не смог претворить в жизнь свои главные замыслы, свои выдающиеся научные идеи.

Вот почему как только в Риге было создано общество культурного сближения народов Латвии и СССР, профессор принимает в его работе активнейшее участие. Став в 1940 году председателем общества, А. Я. Калниньш едет в Москву. Академия наук, сельскохозяйственная выставка… С завистью он осматривает экспонаты, выставленные научными организациями на ВСХВ, мечтает о таком же, как и у русских, положении ученого для себя и своих соотечественников.

Война с фашистами на несколько лет задержала реализацию этой мечты.

А, Б, В… Ф, X, Ц… и так далее

В Рижской центральной тюрьме Арвид Янович сидел вместе со своим 74-летним тестем. Гестапо «позаботилось», чтобы старый лесовод недолго пробыл в заключении — мертвые обретают свободу досрочно.

Оставшись в камере один, Калниньш с пристрастием допрашивал себя: «Что я оставляю людям? Одно изобретение и одну мало-мальски законченную теорию. Не слишком-то много сделано за пятьдесят лет жизни. Правда, многое стало ясным только теперь: что и как искать, каким путем идти. Но руки, как нарочно, связаны именно теперь, на пороге стольких новых поисков…»

Руки у него были действительно связаны. Однако мысль человеческую заточить нельзя. Профессор вновь и вновь перебирает в памяти письмена своей науки. Азбука ее составлена самой природой. А язык природы так иногда загадочен и непонятен. Какие-то слова уже прочтены. Какие-то почти угаданы. Но в алфавите еще столько пробелов!

Азбука лесохимии в то время выглядела примерно так. Представим себе некий алфавит…

Ни А, ни Б исследователю не были известны вообще.

В… Ванилин. Известно, что он получается из лигнина (см. в алфавите букву Л).

Г… Глюкоза — один из сахаров, составляющих молекулу целлюлозы (см. Ц).

Грибки — микроорганизмы, вызывающие гниение древесины.

Д… Дубители для кожевенного дела.

Ж… Живица. Слово, которое отлично знакомо не только лесохимикам.

З… Зелень. Листва и хвоя деревьев, не имеющие пока применения.

Вместо Е и И — знак вопроса.

К… Канифоль. Камфара. Консервирование древесины. (Кора?) Почему после этого слова знак вопроса? Потому что оно еще не «прочитано» как следует. Пока неизвестно точно, какую пользу сможет извлечь из коры лесохимия.

Л… Лигнин. На что он пригоден, тоже неясно.

М (?) Н (?) О… Опилки? П… Пень? Р (?) С… Скипидар. Стружка? Т (?) У… Уксусная кислота — продукт сухой перегонки древесины. Ф (?) X… Химическая стимуляция подсочки. Хвоя (см. Э).

Ц… Целлюлоза — сырье для производства бумаги. Ш (?) Щ… Щепа (?).

Э… Эфирные масла — получаются из хвои. Ю (?) Я (?).

Чтобы прочитать от начала до конца всю азбуку, исследователю, как мы видим, предстояло немало расшифровать «знаков», ответить на десятки вопросов.

Калниньш четко сформулировал их для себя в годы вынужденного молчания.

Опилки, стружка, щепа — это целлюлоза в измельченном состоянии. Нельзя ли найти простой способ превращения ее в пищевой сахар — глюкозу?

Хвоя, как показал анализ, содержит в себе белковое вещество — протеин, а также воск. Если отделить воск от хвои, то она может стать кормом для скота. Но как это попроще сделать?

Лигнин отравляет реки. Как обезвредить его? Куда приспособить? Известно, что грибки белой гнили питаются лигнином. Правда, они превращают лигнин в негодную труху. Но в природе есть примеры полезной деятельности микробов. Пивные дрожжи превращают ячмень в пиво. Раствор сахара в воде делается вином тоже не без участия бактерий. Найти грибок, превращающий лигнин в продукт, имеющий какую-либо ценность — разве это не благодарная задача для лесохимика?

Свои мысли Калниньш изложил через несколько лет сотрудникам Института лесохозяйственных проблем, директором которого он стал по организации Академии наук Латвийской ССР.

Pasteigsimies, biedri, laiks negaida!

Академик торопился. Его речь при открытии института напоминала скорее боевой приказ, который командир батальона отдает перед маршем — так коротка и конспективна она была. Основные направления работ. Разведка новых проблем лесохимии. Задачи каждого — от лаборанта до директора.

Общая задача — добиться, чтобы каждое дерево, срубленное в лесу, использовалось до последней иголочки хвои!

Последнюю фразу он повторил дважды — по-латышски (см. заголовок) и по-русски:

— Поторопимся, товарищи, время не ждет!

И, блеснув кожаными заплатами на рукавах и брюках старого костюма, Калниньш первым поспешил в лабораторию. Сотрудники переглянулись: заплаты в таких местах кое-что говорят опытному лаборанту. Профессор имеет привычку работать на износ, причем засиживаться в директорском кабинете он явно не намерен. Кожаные заплаты, между прочим, — это свидетельство частого общения с едкими химикатами.

Калниньш торопился. Впервые в жизни перед ученым открылась перспектива осуществления стольких надежд, а шел ему уже 53-й год. Он лихорадочно проводил эксперимент за экспериментом, ставил перед собой и перед коллективом все новые и новые проблемы. Он стремился охватить всю лесохимию, утилизировать древесину до дна — от оставленного на вырубке пня до последней хвоинки. (Если уж взялся за азбуку, то изучи ее всю: разве можно разгадать до конца письмена, если останется неясной хоть одна буква алфавита?)

Академиком руководил не только чисто научный интерес. Советская Латвия только что пережила войну. Республика покрылась строительными лесами. Чем больше строек, тем больше отходов древесины, тем больше сырья для лесохимии. И тем больше опасности для самого леса: можно увлечься, потерять чувство меры и «перерубить» лес.

Депутат Калниньш говорит об этом с трибуны парламента республики:

— При буржуазном строе, при фашистах спелый лес оказался вырубленным на двадцать лет вперед. Нужны экстренные меры для восстановления наших лесов. Леса Латвии поредели — это значит, что в Полесье и на Восточной Украине будут реже выпадать дожди. Чтобы увеличить влажность климата у наших соседей, мы должны засадить деревьями пустыри, неудобья, песчаные дюны.

В 1946 году Калниньш выступает инициатором проведения «дней леса» в республике. Но и тут он остается верен себе. «Лучший способ умножения и восстановления леса — это экономия древесины, рациональное использование ее отходов», — такими словами академик заканчивает свой призыв к молодежи участвовать в озеленении дворов и улиц.

Лесохимия — превыше всего. Об этом напоминают даже праздничные открытки, которые он посылает друзьям и знакомым под Новый год или на Первомай. Поздравление поздравлением, а на обороте его вместо цветастых елок и украшений маленький фотоплакат: посмотришь — и сразу в курсе дел института. Это тебе и научная информация и пропаганда последних достижений в области химии древесины. Скажете, одержимость? Не только.

Последовательность и цепкость. Эти черты Калниньша-ученого помогли ему взять в лесохимии высоты, с которых видно многое, что ускользало пока от взора исследователей. Широта научных интересов плюс четкая постановка узких проблем — непременный залог его успехов.

Проследим, как они достигаются, хотя бы на примере исследований хвои.

Когда институт включил эту проблему в план, поначалу нашлись сомневающиеся. В главке, где обсуждался план, Калниньша спросили в упор: стоит ли в масштабах государства обращать внимание на такую мелочь?

— Обратимся к расчетам, — возразил академик. — На лесосеках ежегодно остается семнадцать миллионов шестьсот тридцать шесть тысяч тонн технической зелени. Переработав ее, можно получить двадцать шесть тысяч тонн витамина С, пять миллионов тонн хвойно-витаминной муки и чуть меньше одного миллиона тонн хлорофилло-каротиновой пасты. Годовую потребность целого миллиарда человек в витамине С содержит это бросовое сырье!

Однако встает проблема сбора хвои. Как ее собирать? Голыми руками? Рук для этого просто нет в хозяйствах.

— Машиной! — отвечают ученые Риги и конструируют агрегат для отделения хвои от сучьев.

С каждого гектара машина собирает 5–7 тонн зелени. Правда, стоимость сырья при этом резко возрастет.

Возникает новая проблема: удешевить конечный продукт. Профессора А. Калниньш и Я. Аблоньш берутся за счеты. Один килограмм хвойной муки содержит 0,3 кормовой единицы — такова примерно питательность соломы. Небогато, конечно. Но зато в сырой хвое много витаминов. Если не потерять их в процессе переработки сырья, ценность корма повысится.

После упорного поиска создается сушилка системы ИЛП. Оказывается, быстрая сушка хвои при высокой температуре (до 350°) способствует сохранению в ней питательных веществ. Каждый килограмм еловой хвойной муки содержит 100–250 миллиграммов каротина (витамина А), 20 — рибофлавина (витамина В2), 1000 — витамина С, 30 — витамина Е, не считая микроэлементов (цинк, медь, кобальт, кальций и др.). Добавка этой муки в корма и птиц и животных показывает, что по биологическому действию она превосходит муку люцерны или клевера.

Сучки, очищенные от хвои, тоже находят применение в народном хозяйстве. Латвийские ученые прессуют их. А полученные «сучкоблоки» годны и для переработки на целлюлозу и как строительный материал.

Я нарочно рассказывал о проблеме хвои с такой же дотошностью, с какой она ставилась академиком Калниньшем.

Занимаясь изо дня в день «мелочами» лесохимии, ученый решил крупную народнохозяйственную задачу. Все объяснит только одна цифра. Лесоводы Волыни (здесь он заложил свои первые опыты в 1919 году) отправили на животноводческие фермы области несколько тонн хвойно-витаминной муки. Добавка ее в пищу коровам отозвалась приростом надоев — он равен 38 тысячам центнеров молока. Сколько это составит по всей стране, прикинуть нетрудно.

Глубокое проникновение в химию позволило Калниньшу и его коллегам расшифровать несколько иероглифов в загадочных письменах природы. В азбуке лесохимии отныне записано:

А — витамин, Б — витамин, В — витаминная мука для животноводства. Производятся из хвои. С… Сучкоблоки — сырье для производства бумаги.

Задача о двух зайцах

Увеличивая химическую обработку древесины, экономя лес, с одной стороны, человек, с другой стороны, умножает ассортимент отбросов индустрии. Мелкое волокно, щелоки, лигнин, оставшиеся после выделки целлюлозы, заводы выливают и выбрасывают в реки.

Получается заколдованный круг, выбраться из которого должна помочь наука, по существу еще не вставшая на ноги.

Назовем ее химией отходов.

Если подняться на одну из сопок Хамар-Дабана в Забайкалье, то перед взором откроется панорама, напоминающая о том, что человек вторгся в самое сердце природы. На фоне прибайкальской тайги высятся строения из алюминия, бетона, стекла. Байкальский целлюлозный завод — предприятие, строительство которого вызвало немало споров и дискуссий. Не погубит ли его соседство уникальное творение природы — «славное море — священный Байкал», один из немногих источников пресной воды, оставшихся на планете не запачканным грязью индустриальной цивилизации?

Тревога за будущее Байкала вызвала к жизни сооружения, которым пока нет подобных на других предприятиях. Это водоочистка.

…В заводской лаборатории на видном месте стоит стеклянная батарея пробирок. В первой — темно-коричневая жижа. В последней — прозрачная вода. В первой — отходы производства. В последней — сточная вода после очистки.

Завод берет воду из Байкала. И возвращает ее туда же.

Сложный путь ежедневно проходят 240 тысяч кубометров промышленных стоков, прежде чем они снова, уже очищенными, попадут в Байкал. Загрязненная вода отстаивается в огромных аэротэнках, проходит биологическую и химическую очистку в двадцати песчано-гравийных фильтрах, обесцвечивается и, наконец, поступает в пруды-аэраторы. Отсюда, обогатившись кислородом, полностью обезвреженная и прозрачная вода поступает в Байкал через два колодца глубиной в 60 метров. Если же вдруг где-то на очистных сооружениях произойдет авария, то промышленные стоки направляются в специальные накопители огромной вместимости. Загрязнения не произойдет. Если, паче чаяния, это случилось бы, урон от загрязнения озера подсчитать невозможно. Гибель байкальского омуля при этом далеко не самая страшная потеря.

Представим себе, что в прозрачную озерную воду выплеснулась коричневая ядовитая жижа. Разве можно вычерпать из ведра колодезной воды каплю химических чернил? Нет, лучше не ставить перед собой таких проблем. Надо исключить из жизни малейшую вероятность аварии.

Как же это сделать? Прежде всего выяснить, на что годится коричневая масса — лигнин. Наука не нашла ему еще достойного применения. Лигнин — это самая большая забота ученых-лесохимиков. Академик А. Калниньш сумел применить его в качестве связующего вещества при производстве из отходов древесно-волокнистых плит. Лигнин обходится дешевле синтетических смол. Увы, но сами плиты производятся пока в малом количестве. А ресурсы лигнина в промышленности достигают внушительных объемов: это 10 миллионов тонн сырья и одновременно 10 миллионов тонн яда, отравляющего водоемы страны, — вот что такое лигнин. Эту цифру Калниньш привел на совещании в Риге, куда по инициативе Института химии древесины съехались ученые всей страны.

Кроме химиков, в совещании участвовало немало микробиологов, в том числе и молодежь из Олайне.

История лингвистики знает такой случай. Чтобы расшифровать надпись на древнем папирусе на языке древних египтян, археолог обратился к помощи латыни. Дело в том, что некоторые тексты папируса были написаны сразу на двух языках. Древнеегипетский язык давно умер, а латынь нам известна. Сличив две одинаковые надписи, ученый заменил древние иероглифы латынью, а потом расшифровал весь папирус.

Микробиология — это латынь для лесохимиков. Там, где не дают эффекта традиционные методы химии, там выручают микроорганизмы.

Мы уже упоминали грибок коричневой гнили. Калниньш приложил немало усилий, чтобы защитить от него древесину. Этот микроб интересен тем, что уничтожает целлюлозу, не трогая лигнина. Чтобы поставить лигнин на службу практике, надо прежде всего научиться выделить его в чистом виде из отходов производства.

В 1947 году в Приморье наши ученые нашли несколько трухлявых кедров, пораженных коричневой гнилью. Кусок дерева, изъеденный грибком, поместили в древесный спирт. Спирт растворил труху и «вынес» ее на поверхность. В осадке остался чистый лигнин.

Работу спирта могут еще успешнее выполнить ферменты, вырабатываемые тем же грибком. Значит, можно одним выстрелом убить двух зайцев: очистить от лигнина сточные воды фабрик и превратить лигнин в сырье для органического синтеза.

Первая пристрелка кое-что дала. Рижские лесохимики нашли лигнину следующее занятие. Обычно для окраски мебели в коричневые тона применяется бейц — продукт сложной переработки сланцев. Бейц из лигнина оказалось получить и проще и в два раза дешевле. Но рижский бейц сможет поглотить ничтожную часть отходов.

Выливать остальное в водоемы? Наука не сказала еще веского слова о лигнине.

Профессор П. В. Васильев, например, предлагает направить стоки целлюлозных цехов на орошение лесных плантаций. Посаженные вблизи цехов быстрорастущие древесные породы станут надежным источником сырья.

Еще один путь использования лигнина открыли чешские ученые. Как известно, микроорганизмы некоторых видов обладают колоссальной прожорливостью. Не заставить ли их питаться коричневой жижей?

В Микробиологическом институте Чехословацкой академии наук создан новый тип удобрения. Отходы бумажно-целлюлозной промышленности компостируются в смеси с торфом. Туда же добавляются найденные в почве микроорганизмы (клостридиум). Они способны «переварить» растворимые и нерастворимые формы лигнина. Время приготовления компоста при нормальной температуре — 90–120 дней. Новое торфо-лигниновое удобрение успешно испытано на полях картофеля, кукурузы и капусты. Во всех случаях оно дало повышение урожая.

Арвид Янович попытался взглянуть на лигнин с позиций новых производств.

Расширяя выпуск древесностружечных плит и иных древесных пластиков, мы тоже убиваем двух зайцев. С одной стороны, в хозяйственный оборот вовлекаются бросовое сырье — щепа, стружка, сучья. С другой — мы экономим живой лес. В 1967 году, например, промышленность утилизовала 2 миллиона кубометров щепы. Для начала это неплохо. Это значит, что где-нибудь в средней полосе остался невырубленным солидный лесной массив — 6 тысяч гектаров сосны.

Но вот в чем загвоздка у промышленников. Стружки и щепок возле лесопилок, как говорится, навалом, а главного нет. Главное в производстве плит — это клей, связующие вещества, без которых пластика не получишь.

Полимерщики ищут этот клей в отходах нефти, угля.

Калниньш предложил использовать внутренние возможности самой древесины. Ведь в конечном счете и нефть, и уголь, и дерево — близкие родственники по происхождению.

Предметом его пристального внимания стала на этот раз щепа.

Выполняя социальный (помните его разговор с Сукачевым?) заказ лесоводов, он обратился к лиственной древесине.

Миновала ли эпоха древесины?

Так озаглавил Калниньш одну из своих пропагандистских статей. Написана она пять лет назад. Мы изложим мысли ученого, подкрепив их примерами сегодняшнего дня.

XX век — век полимеров. Произнося это слово, мы, как правило, подразумеваем, что полимеры — дети нефти, что органическая химия предпочитает иметь дело с таким дешевым сырьем, как природный и попутный газ. И забываем о древесине, о том, что и целлюлоза и лигнин — это природные полимеры. Мы забываем, что они могут быть достойными конкурентами газу.

Газ дешев — верно. Но опилки, стружка, щепа — это бросовое сырье. Они еще более дешевы.

Газа в 1967 году добыто примерно полтораста миллионов тонн. Если взвесить отходы древесины, образованные тогда же, они составят органическую массу весом в 200–250 миллионов тонн. Вот где неисчерпаемый источник сырья для оргсинтеза!

XX век — век стальных конструкций, бетона, новых материалов.

Но и тут древесина не сдает своих позиций. Мы уже знаем об арболите — заменителе бетона, о самом бетоне, в который для крепости добавляется измельченная древесная кора.

Вам нужны новые материалы? Пожалуйста, лесохимики предлагают вам древесные пластики.

Перед лесоводами стоит задача — потеснить лиственные породы. Вырубить ольху, березу, осину, чтобы помочь хвойным лесам вернуться на старые места. Рижские химики тут как тут. На осину дельцы смотрят косо? А Кижи? Сколько лет стоит этот изумительный памятник мирового зодчества, а ведь они срублены от крыльца до макушки из одной осины!

Калниньш возглавляет новый поиск. Его сотрудники по Институту химии древесины создают новый материал — лигноволокнистые плиты. Сырьем для них послужили осиновые, ольховые и березовые щепки. А склеил плиты лигнин, содержавшийся в тех же щепках. При температуре 160 градусов он становится отличным связующим веществом.

Новый материал отправляется на ВДНХ. Скажем честно, посетители особых восторгов при виде лигноволокнистых плит не проявили. Плиты не отличались по внешнему виду от других подобных экспонатов. А на внутреннее содержание, на то, что они сделаны без клея, мало кто обратил внимание.

— Мы и сами сделаем пластики, — заявили промышленники, — дайте нам только клей.

Через год они получили свой клей. Авторское свидетельство на его выпуск за № 146422 было выдано Я. Сурне, А. Рогожину и А. Калниньшу. Сырье для клея рижане взяли в тех же отходах.

Но Калниньш не успокоился. Если можно обойтись без связующих, надо обходиться без них. Упростить до предела технологию! Пока что она сложна. Нужно сушить древесину, чтобы не гнила, нужны высокие температуры, чтобы она стала пластичной, нужны, наконец, прессы, чтобы бесформенную массу отходов превратить в конструкционный материал.

Вековой опыт говорит: дерево долго хранится и легко обрабатывается, когда оно хорошо просушено. Мебельщики, как известно, выдерживают лес годами, прежде чем пустить его в дело. Но мы не раскроем особого секрета, если скажем, что правило это частенько нарушается. Мебельщики вспоминают испанскую поговорку, гласящую: «Терпение — добродетель ослов», и… И тогда шкафы со стульями досыхают у нас на квартирах: «стреляют» по ночам книжные полки, трещат и перекашиваются подсыхающие стулья.

Пустить дубовую доску в обработку прямо с лесопилки — заветная мечта деревообработчиков.

Мечте этой суждено скоро осуществиться. С точки зрения науки для этого уже все сделано. Разработана новая технология, испытаны образцы. Нужную справку каждый может получить на ВДНХ, ознакомившись с очередным, если не ошибаюсь, девятнадцатым экспонатом, вышедшим из стен лаборатории Калниньша.

Рассмотрим повнимательнее сувенир, упомянутый в самом начале нашего рассказа. Легкая, прочная деталь приятного коричневого цвета. Для машиностроителя — это дешевый заменитель бронзы. Проспект, изданный ВДНХ, утверждает, что 500 тонн осиновой «бронзы» заменяют 1500 тонн металла и дают при этом 1 миллион рублей экономии.

Но пусть посмотрят на эту втулку мебельщики.

Цвет самый модный, текстура — рисунок материала — напоминает благородное красное дерево, царапин даже гвоздем не сделаешь, а окраска вовсе не нужна.

Технология? Пусть не покажется читателю скучным наш рассказ о ней. Пластифицированная древесина Калниньша — материал будущего. Она будет через 10–20 лет украшать наш быт, окружать нас в театре и на производстве. Творец пластика называет ее соперником металла.

Я бы назвал его соперником пластмасс и конкурентом… древесины.

— Самое сложное, что нам предстоит — разгадать тайну лигнина. Пока что он не по зубам науке, — говорил Калниньш сотрудникам в день, когда на улице Академияс, 23 начал работать Институт химии древесины. — Лигнин не податлив. Смягчить его нрав — значит открыть новую страницу в лесохимии, а может быть, и в химии вообще.

Старые сотрудники профессора переглянулись. Знакомые слова. Ту же фразу они уже однажды слышали много лет назад при открытии Института лесохозяйственных проблем.

— Прошло десять лет, а мы все еще не сдвинулись с места, — продолжал Калниньш. — Я вижу усмешки. Я не знаю точно, сколько еще лет мы позволим кое-кому усмехаться. Знаю одно: мы хотим, мы можем, мы достигнем цели! А теперь поторопимся: время не ждет.

…Почему же так важно смягчить лигнин? Помните его роль в древесном стволе? Туловище березы состоит из скелета — целлюлозы, — окруженного мышцами. Спрессовать целлюлозу в единый монолит мешают упругие, почти железные мышцы лигнина. Рижские химики почти пятнадцать лет искали вещество, способное побороть их сопротивление.

Им оказался аммиак — широко распространенный химикат. Он легко проникает во все поры только срубленного дерева при обычной температуре. Шесть суток в растворе аммиака — и сырой березовый брусок можно положить под пресс. В древесине произошли невидимые простым глазом изменения: мышцы размякли, стали клейкими. Нажим! И древесина поддается, уплотняется, лигнин растекается, заполняя все пустоты и накрепко склеивая брусок в единый монолит. Брусок стал под прессом чуть тоньше. Несколько дней сушки — и вы можете делать с ним что угодно: пилить, точить, пластифицированную древесину можно даже прокатывать!

Магистральное направление

Лесохимики прокладывают сегодня надежные пути к созданию новой отрасли индустрии и науки — химии отходов.

Их кругозор в последнее время значительно расширился. Целлюлоза — этот уникальный полимер — создается природой не только в лесу. Она роднит между собой не только еловую стружку и березовые опилки. А солома? А кукурузная кочерыжка? А подсолнечная лузга? Сделать все эти отбросы достоянием общества тоже сумели латвийские химики.

Обыкновенный спирт уже четверть века добывается из картофеля и древесины путем гидролиза. Спирт — сырье для производства каучука. XX век требует все больше резины и иных эластичных материалов.

Но целлюлоза — это не только спирт, это полимер, созданный из природного сахара — глюкозы. Академик Калниньш еще в 1946 году обратил на это внимание своих сотрудников. Открытия крупных месторождений газа и нефти он расценил по-своему.

— Синтетический спирт из газа дешев, он потеснит гидролизное производство. Допустить, чтобы горы опилок на задворках промышленности снова стали расти? Мы должны заново открыть опилки для индустрии, — сказал он тогда. — Попытаемся создать из отходов продукты, которые считаются дефицитными.

И вот на Краснодарском гидролизном заводе испытывается новая технология. Сырье — кукурузная кочерыжка и стружка. Конечный продукт — сахар и кормовые дрожжи.

Гидролизные заводы станут фабриками мяса. Одна тонна дрожжей по своим питательным качествам равна 120 тоннам кормовой свеклы. В рационе телят она заменяет 7 тонн молока!

Рижский метод гидролиза называют комплексным и еще — ступенчатым. Куда ведут эти ступеньки? К созданию все той же химии отходов.

Есть еще одно вещество, которое роднит между собой кукурузную кочерыжку, еловую стружку и куст хлопчатника. Это фурфурол — ценнейшее сырье для химического синтеза. Под руководством А. Калниньша разработан метод извлечения его из отходов лесной и хлопковой промышленности. Цепочка эта тянется дальше — через соседний институт оргсинтеза в Фергану. Соседи — академик С. А. Гиллер и его сотрудники — создали технологию производства эндоталя. Этот химикат вырабатывается теперь на Ферганском гидролизном заводе. Он получается из отходов хлопчатника и открывает дорогу на поля хлопкоуборочным комбайнам.

Химия хлопчатника — это проблема использования не только волокна, но и стебля и листьев. Это сырье для пластмасс, глюкоза, лимонная кислота, картон, заменители крахмала — словом, десятки ценнейших продуктов и товаров, которые можно и должно делать из хлопка.

Химия хлопчатника — родная сестра лесохимии.

Роднит их многое. Один источник сырья — отходы производства. Одни и те же вещества, которые получаются из этого сырья: целлюлоза, фурфурол, фуран.

О фуране надо сказать особо. Фуран — кирпич, из которого химики «строят» пластмассы, дефолианты, гербициды, каучук, лекарства и многое другое. Капрон, морозостойкая резина, искусственная плазма крови (перистоль), витамин В6, противогипертонический препарат цикламин — это тоже фуран.

Получается он из фурфурола. А фурфурол поступает на заводы из почти неограниченных источников. Его ресурсы ежегодно возобновляются. Перечислим их еще раз: кукурузная кочерыжка, подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, камыш, древесина, гуза-пая.

Представим себе, что все наличные ресурсы нефти, газа и другого минерального сырья для органического синтеза на Земле исчерпаны. Человечество нисколько не обеднеет, ибо ацетилен всегда можно заменить фураном!

Химия хлопчатника — родная сестра лесохимии еще и потому, что она помогает нам сохранить нетронутыми крупные лесные массивы. Древесина, из которой мы получаем фурфурол, возобновляется через 15–25–30 лет. Куст хлопчатника расцветает ежегодно.

И ресурсы здесь немалые. В 1967 году в стране собрано 5,5 миллиона тонн хлопчатника. Это 6 миллиардов метров тканей. Плюс немалые отходы: 4,5 миллиона тонн гуза-паи (стебли хлопчатника) — солидный источник экономии древесины. Гуза-пая — это миллион тонн целлюлозы на картон и бумагу. Значит, 6 тысяч гектаров леса могут ежегодно избегнуть печальной участи. За 50 лет — срок, нужный, чтобы вырос еловый лес, — это составит 300 тысяч гектаров. 3 тысячи квадратных километров — территория, на которой природа сохранится в первозданном виде.

Таковы некоторые перспективы химии хлопчатника.

Лестница органического синтеза бесконечна.

Невозможно перечислить все ее ступеньки. Даже те, что сложил своими руками латвийский ученый академик Калниньш, исчисляются десятками.

Тимирязев как-то назвал лесовода человеком завтрашнего дня.

Арвид Янович тоже человек завтрашнего дня. К судьбам русского леса он имеет прямое отношение. Ученый соединил в себе комплекс профессий: химик, лесовод, микробиолог. Правда, сам он считает себя начинающим микробиологом. Его первое открытие в этой области — штамм дрожжей «пихия рижская» для производства кормов из отходов торфа — сделано всего лишь пять лет назад. Но, как говорится, лиха беда начало.

Мы расстаемся здесь с нашим героем, чтоб поразмыслить о будущем планеты № 3. О будущем науки, от которой зависит, каким станет лик нашей Земли, науки, начала которой связаны и с именем Арвида Калниньша.

Наше отравленное будущее?

«Куда ни кинь, — писал Ленин, — на каждом шагу встречаешь задачи, которые человечество вполне в состоянии разрешить немедленно. Мешает капитализм».

Равнодушие к будущему планеты — одна из разновидностей человеческого равнодушия вообще. Но это равнодушие социально, оно являет собой болезнь, которая в разных социальных условиях проявляется по-разному.

Национальная академия наук США опубликовала недавно очень тревожный доклад. Вот о чем говорит он.

В обычную американскую семью непрерывным потоком поступают бакалейно-гастрономические товары, бытовые приборы и другие товары. Из этого дома таким же непрерывным потоком вытекают поломанные игрушки, старые безделушки, консервные банки, бутылки, картонные пакеты и жидкие отбросы. А поскольку бурно растущие города начинают смыкаться друг с другом, то не только на суше, но и в воздухе и в прибрежных водах остается все меньше и меньше мест, пригодных для удаления отбросов. Подсчитано, что к концу века более 90 процентов американцев будут жить в городах.

Национальная академия характеризует положение как «беспрецедентное и приближающееся к отчаянному». Этот документ объемом в 257 страниц подготовлен для Федерального совета науки и техники.

В докладе говорится, что возрастает не только численность населения, но и количество отбросов, приходящихся на душу населения. В 1920 году средний американец выбрасывал ежедневно 2,75 фунта отходов, а сейчас — 4,5 фунта. Ежегодно количество отбросов увеличивается на 4 процента.

Еще источник отходов. Одна электростанция, работающая на угле или нефти, способна ежедневно выбрасывать в атмосферу города несколько сотен тонн сернистого газа. Даже если половина потребляемой в США энергии будет в конечном счете вырабатываться на атомных электростанциях, отравление воздуха обычными электростанциями к 1980 году удвоится.

К 1980 году органические вещества, сброшенные по американским сточным системам, вызовут полное уничтожение кислорода в таком объеме воды, который равен 22 речным бассейнам США в период сухой погоды.

Комиссия, созданная американской академией, пришла к выводу, что исследования, направленные на утилизацию отходов вместо выбрасывания их в воздух, в море или на сушу, ведутся в тревожно малых объемах.

«Огромные масштабы и неотложный характер этой проблемы, — говорится в докладе, — оправдывают проведение самых широких экспериментов; необходимо также начать разработку окончательной системы, которая замкнула бы цепочку „потребитель — ресурсы — вторичное использование“».

Комиссия высказала в докладе ряд рекомендаций. Она призывает, в частности, проявить инициативу в федеральных масштабах для создания новых исследовательских центров, предлагает меры контроля и степени безопасности, а также ставит правовые и организационные проблемы.

Трудно сказать, когда будут реализованы эти рекомендации в стране, где нет закона об охране природы. Возвращение рекам их первозданной свежести — это не только правовая проблема.

Наука об охране природы, использующая новейшие данные химии, микробиологии, математики, переживает начальный период своего становления.

И первое слово должны сказать здесь ученые нашего Отечества.

Отходы есть доходы

Отнюдь не стремление поиграть словом родило этот заголовок.

Хозяйственник, которого критикуют в печати, а изредка штрафуют или судят за отравление рек и озер, упрямо выдвигает такой довод в свое оправдание: «Моя задача — дать план. План — это закон жизни предприятия. А отходы? Использовать их, конечно, было бы неплохо. Но цех возврата отходов и утилизации их в производстве обойдется дороже самого производства. Какая уж тут рентабельность, товарищи судьи…»

Я привожу не выдуманные мною слова, а слышанные на одном из процессов, где судили отравителей Волги.

Действительно, технология многих химических и металлургических производств несовершенна.

На Украине в водоемы ежегодно попадает полтора миллиона тонн угля, пригодного для топлива, 500 тысяч тонн нефти и нефтепродуктов, 3 миллиона тонн сульфидных щелоков. Из сточных вод в 1967 году заводы и фабрики УССР извлекли лишь на 6 миллионов рублей ценных веществ. Общий же ущерб от потерь и загрязнения водоемов превысил 130 миллионов рублей.

В реки Волжского бассейна каждые сутки сбрасывается 18 миллионов кубометров неочищенной воды. Теряются хром, никель, фенол, ланолин и множество других ценных веществ, крайне необходимых народному хозяйству.

И все-таки главный инженер завода, чьи слова процитированы выше, покривил душой, когда держал ответ перед законом. Почему? Вовсе не потому, что он молился Господу Плану. Большой человек по должности, он был маленьким по сути — с малым кругозором и черствой душой. Он выполнял план, точнее — те его задания, которые было легче выполнить. И он же не подчинялся законам планирования там, где это требовало сложных забот и усилий. Он не думал о будущем своих детей и внуков, о том, какой оставит им землю.

И он, увы, не одинок в своей человеческой и государственной ограниченности.

«Мы бы внедрили, но это дорого стоит», — говорят нередко хозяйственники. Академик М. Д. Миллионщиков разбил этот «экономический» довод, выступая на одном из собраний Академии наук:

«Мы часто ограничиваемся словами, не приводим конкретного экономического анализа, не даем цифр, показывающих преимущества новой технологии. Есть немало областей деятельности, где мы видим упущения, связанные с недооценкой экономических факторов. Например, вопрос об очистке воздуха нужно решать не из одних эмоций. Нужно показать, что при строительстве предприятий надо одновременно сооружать и очистные устройства. Это выгоднее, чем затрачивать потом значительные дополнительные средства не только на очистку воздуха, но и на ликвидацию последствий его загрязнения».

Наше государство выделяет для очистки воды и воздуха огромные суммы. Но они не всегда осваиваются хозяйственниками. Почему? Потому, что не перевелись еще люди, пытающиеся «сэкономить на природе».

В Туркмении, в пустыне, где вода ценится на вес золота, в 1963 году план ввода в действие очистных устройств в промышленности был выполнен лишь на 6 процентов. По Союзу осталось неиспользованным свыше 200 миллионов рублей.

Молочные реки и кисельные берега существуют не только в сказке. Молочная сыворотка, сахарная барда, меласса, мыло делают их такими.

Вот официальная справка Новосибирской областной санитарно-эпидемиологической станции: 128 молочных и маслосыроваренных заводов области ежесуточно сбрасывают примерно 5 тысяч кубометров сточных вод. Посмотрим, однако, на эти потоки с точки зрения их возможной полезности. В них вместе с сывороткой уносится значительное количество белка, жира и молочного сахара.

Только предприятия Главсырпрома могли бы ежегодно получать из отходов сыворотки 37 тысяч тонн молочного сахара и более 3 тысяч тонн жира — всего на 50 миллионов рублей.

Оценить все это добро несложно. Мы знаем, сколько в рублях и копейках стоит каждая тонна нефти, каждый литр молока и килограмм меди. Представим себе, что нефтеперегонному заводу, который перерабатывает 1 миллион тонн нефти, установили штраф: копейку за каждую тонну стоков, сброшенную в водоем. На очистку тонны нефти идет 18 тонн воды. 180 тысяч рублей штрафа в год? Не слишком ли дорого? Конечно, дорого, если учесть, что за каждую тонну воды, купленную у государства, предприятие платит в средней полосе от 2 до 6 копеек. Значит, если завод введет у себя такую технологию очистки воды, когда она вся или почти вся будет возвращаться в производство, выиграют в конечном счете и предприятие и природа.

Такой завод есть — это Ново-Горьковский нефтеперерабатывающий. Создав замкнутую систему очистки, включающую биологические фильтры, здесь добились такой чистоты сточных вод, что в последнем пруду системы превосходно разводится рыба.

По постановлению Совета Министров СССР замкнутый цикл использования воды устанавливается на 1000 предприятий страны. Правительством утверждена «Генеральная схема комплексного использования и охраны водных ресурсов СССР». В ее составлении участвовало более 100 научных коллективов.

Мы снова произносим эти слова: комплексный подход. Комплексный подход и коллективные усилия. Технологи должны дать новые, совершенные процессы. Лесохимики и биохимики — открыть в сырье, в целлюлозе, в отходах пищевой промышленности новые полезности. Микробиологи и химики — создать живые и механические фильтры, которые поглотят «предсмертный крик» производства.

И решающее слово тут за наукой, начала которой закладываются в наши дни. Это инженерная биология. В будущем планеты № 3 ей надлежит сыграть особую роль.

Чемпионы синтеза

Отец систематики природы Карл Линней, создавая свою классификацию мира растений и мира животных, сумел отлично разобраться в океане видов, разновидностей, родов и семей.

Обратившись к миру микроорганизмов, он долго мучился за микроскопом, пока не спасовал. Линней в сердцах махнул рукой, свалил все образцы в ящик и написал на нем: «Хаос».

Сегодня мы знаем: необозримый мир микробов подчиняется тем же строгим законам природы (эволюции, отбору, волнам жизни), что и другие живые существа. И методы познания этого мира те же, что и в смежных областях биологии, — скрещивание, гибридизация, полиплоидия. Микробы недолго живут, но импульс жизни у них колоссален. Они обладают неимоверной прожорливостью и неприхотливостью к пище. Практически все — от железа и кремния до нечистот и убийственного для всего живого фенола — они могут съесть.

Живучесть их тоже превосходит воображение. Однажды в Институте ботаники Узбекской ССР молочнокислые бактерии подверглись настоящей атомной бомбардировке. Они получили несколько тысяч рентген — доза смертельная для человека и животных. Погибли и почти все бактерии, за исключением единичных экземпляров. Но эти-то особо стойкие микроорганизмы и интересовали ученых. Отказавшиеся погибать одиночные клетки начали вырабатывать в четыре раза больше молочной кислоты, чем необлученные.

Таковы скрытые возможности бактерий.

Простейшие организмы: грибки, бактерии, одноклеточные водоросли — лягут в основу инженерно-биологических систем. Многие из них способны производить в больших количествах ценные вещества: антибиотики, витамины, аминокислоты, белки, жиры, ферменты. Причем они могут использовать в качестве пищи широкодоступные малоценные вещества — отходы свеклосахарного производства, лесохимической промышленности, продукты переработки нефти, минеральные соли и даже вещества сточных вод. Такие организмы чрезвычайно быстро (в течение нескольких часов, а то и минут!) развиваются и размножаются.

Совокупность однотипных организмов и в микробиологии называется популяцией. Популяции бактерий используются как производственные системы в микробиологической промышленности, созданной в нашей стране по решению XXIII съезда партии. Посевы растений, культуры грибков, бактерий, водорослей — это особые целостные системы, подчиняющиеся своим сложным закономерностям существования и развития. Однако функции саморазвития и саморегулирования в популяции не так совершенны, не так определенно программированы и не так твердо выполняются, как у целостного единого организма. Следовательно, открываются возможности для активного вмешательства в эволюции микромира. Направить ее — в интересах и возможностях человека. В Институте физиологии растений Академии наук путем отбора добились, к примеру, что известная теперь всем хлорелла — в 100 раз увеличила свою продуктивность! А хлорелла — это фабрика кислорода. Не ей ли суждено стать ассенизатором воздуха планеты?

Очистить водоемы от мутных потоков, которые выливают в реки ацетонбутиловые и спиртовые заводы, взялись биохимики Института имени академика А. Н. Баха.

На Грозненском ацетоновом заводе вступила в строй установка, созданная биохимиками совместно с ферментщиками. Отходы производства пропускаются через метантэнк. Здесь на даровой корм набрасываются метановые бактерии и, «переварив» его, превращают отходы в бражку. Теперь бражку надо выпарить и подсушить. В концентрате будет в тысячу раз больше витамина В12, чем в рыбной муке. «Фактор животного белка» готов к действию!

Новый способ получения витамина В12 рекомендован в производство. Внедрение его позволит получать в год до 100 тысяч тонн белкового концентрата.

Этого вполне достаточно для удовлетворения нужд развивающегося животноводства нашей страны в витамине В12.

Радиационная селекция, наука, рожденная на заре революции в стенах лаборатории академика Г. А. Надсона, дала практике штаммы микроорганизмов, которые в тысячи раз активнее своих прародителей. С помощью таких чемпионов синтеза человек избавился от многих болезней. Они помогли наладить экономичное производство пенициллина, стрептомицина и других лекарств.

Вывести популяции микробов, которые очистят реки и воздух, — благодарная задача ученых. Фенол и целлюлоза, отходы нефти и соли металлов — все пройдет через живые фильтры. Гиганты микромира, тысячекратно усиленные направляющей рукой искусственного отбора, станут надежными ассенизаторами планеты.

Перед наукой здесь открывается непочатый край работы. Но это совершенно особая тема для разговора…

* * *

Прощальный монолог автора. Не без робости и тревоги я отдаю эту книгу на суд читателя. Кто бы ты ни был, взявший ее в руки, подумай вот о чем.

У каждого из нас есть свои укромные уголки души, свои идеалы. Но все мы, люди планеты, связаны невидимыми нитями. Нитями интеллекта, взаимной симпатии или неприятия. Эти нити не рвутся, даже когда кто-то из нас уходит из жизни. Интеллект Человечества бессмертен. Он продолжает жить в каждом из нас, но преломляется в каждом на свой лад, вызывая ответные мысли. И не только мысли. Горение человеческого разума тем и прекрасно, что оно пробуждает в нас, кроме того, возвышенные чувства. Оно формирует наши личные идеалы, проникая в самые интимные уголки нашей души. И случается так, что самым близким — по духу, по мысли — тебе становится человек, которого ты никогда не знал, который ушел от нас задолго до твоего появления на свет. Но именно он, его личность, его идейные устремления, его образ жизни помогают тебе в трудную минуту. Его друзья и враги становятся твоими друзьями и твоими врагами.

Не каждому открываешь ты свое сердце.

Но, однажды открыв его, ты становишься единомышленником таких людей, как Вавилов, Сукачев, Калниньш… И ты принимаешь от них эстафету. Эстафету интеллекта. Эстафету души. Эстафету жизни.

Эскизные портреты людей науки, которые я набросал в этой книге, не претендуют на полноту. Их творчество, их роль в судьбах науки еще не оценены по достоинству.

Многие драгоценные документы героической жизни Николая Ивановича Вавилова еще лежат в государственных и личных архивах. Еще не все его труды разысканы и опубликованы. Ждет своего издания работа Четверикова о математических основах эволюции, найденная в архивах лишь в 1967 году.

И еще не раз мы ощутим наслаждение познания, соприкоснувшись с биением мысли этих людей. Вот почему мне хочется, чтобы ты, читатель, отложив в сторону эту книгу, взял бы в руки, скажем, томик трудов Сукачева. Ведь трепетная мечта популяризатора — заставить других обратиться к оригиналу, к документу научной мысли. К подлинному источнику вдохновения!

Каждый из нас несет ответственность перед будущим. «Земля — моя! Небеса — мои! Воды — мои!» Так сказал об этом башкирский поэт Мустай Карим. Но на тех, кто практически — в большом ли, в малом ли — отвечает за обновление Земли, ответственность особая. Поэтому мне хочется, чтобы этот труд попал в руки старшеклассника, мечтающего заняться биологией; в руки студента-первокурсника, которому в будущем по долгу профессии надлежит общаться с землей, водой, живностью планеты; в руки молодого лесовода и агронома, мелиоратора и землеустроителя; в руки всех ревнителей природы.

А на прощанье разрешите напомнить слова В. И. Вернадского, сказанные четверть века назад:

«Идеалы нашей демократии идут в унисон с законами природы. Можно поэтому смотреть на наше будущее уверенно. Оно в наших руках. Мы его не выпустим».