Реакция Белоусова-Жаботинского. Что такое красота в химии?

В одной среде параллельно происходят как минимум две реакции. Причем продукты первой реакции являются исходными реагентами для второй. В свою очередь, продукты второй реакции являются исходными реагентами для первой. Что при этом должно происходить?

Вначале скорость первой реакции будет велика, но с течением времени ее ход замедлится, поскольку уменьшится концентрация исходных реагентов. В то же время начнет возрастать скорость второй реакции — ведь количество ее исходных реагентов, продуктов первой реакции, возросло. По мере хода второй реакции ее исходные реагенты исчерпаются, реакция замедлится, зато теперь снова ускорится первая реакция — ведь у нее снова появились исходные реагенты. И так далее до бесконечности. Концентрация реагентов все время будет колебаться — то возрастать, то убывать. Потому и реакции назвали колебательными.

Но биохимия — сложная наука о сложных веществах, взаимодействующих друг с другом в сложных средах. Слишком много факторов, чтобы спокойно изучить, как происходят реакции нового типа, с которыми химики до тех пор еще не сталкивались. Вот если бы обнаружить колебательную реакцию, происходящую с неорганическими веществами!

Б. П. Белоусов придумал такую реакцию, проявив истинную гениальность химика, которая, заметим, сродни гениальности кулинара! Только огромный опыт и необъяснимое чутье могут подсказать, какие вещества и в каких пропорциях надо смешать, чтобы получить чудо. А чудо, в самом деле, получилось! Жидкость в стакане периодически меняла цвет: с синего на желтый и опять на синий. Если же проводить реакцию в тонком слое жидкости, например, в чашке Петри, то становилось видно, как по поверхности жидкости бегут волны изменения концентрации, образуя причудливые, все время изменяющиеся узоры. Завораживающе красивое зрелище!

Однако на статьи, которые в 1951, а после этого в 1955 году Борис Павлович послал в солидные химические журналы, рецензенты дали один ответ: «Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда!»

Человек более молодой и менее потрепанный жизнью, вероятно, мог бы возразить рецензенту. Послать в редакцию акт, свидетельствующий о том, что описываемое в статье явление имеет место. Наконец, приехать в редакцию с колбами и реактивами, чтобы продемонстрировать свою правоту недоверчивым рецензентам. Но генерал Белоусов почел ниже своего достоинства что-либо доказывать. Хотя работу над своим открытием продолжал.

Неизвестно, чем бы это закончилось, если бы об удивительном открытии Б. П. Белоусова не узнал профессор С. Э. Шноль. Узнав, он принялся искать первооткрывателя, что было делом совсем не простым — ведь Белоусов работал в «закрытом» институте, а попытка публикации в общедоступном научном журнале, как мы видели, завершилась неудачей. Но, наконец, С. Э. Шноль нашел Б. П. Белоусова, получил от него листок бумаги с рецептом: как осуществить реакцию.

Поскольку Б. П. Белоусов отказался от сотрудничества, сказав С. Э. Шнолю потрясающую фразу: «Я не могу и не хочу заводить новых друзей. Мои друзья погибли или умерли», профессор «натравил» на проблему колебательных реакций прекрасного физика и математика Анатолия Марковича Жаботинского (1938−2008). А. М. Жаботинский с сотрудниками разработал математическую модель химических процессов, происходящих в ходе реакции Б. П. Белоусова, создал физические приборы для регистрации этих процессов и даже применил компьютеры для обработки результатов и вычисления кинетических коэффициентов реакции.

Сейчас кажется: «А как же иначе?». Но в те годы компьютеры назывались еще «электронно-вычислительными машинами» и выглядели соответственно. Стальные шкафы, размещенные в немаленькой комнате с кондиционерами. Информация вводилась с перфокарт или с перфолент, а выводилась на длинные бумажные «простыни» распечаток. Воистину, интеллектуальные паровые машины! При этом машины коллективного пользования — для своих расчетов ты получаешь только часть общего времени работы вычислительного агрегата. Так что применение компьютеров для моделирования сложной химической реакции тоже было новинкой.

В 1964 году вышла статья А. М. Жаботинского, в которой подводились итоги выполненных исследований. Важность этой статьи была еще в том, что она закрепляла приоритет советской науки в области изучения колебательных химических реакций. Буквально через год эта тема стала очень модной и число статей здесь начало исчисляться сотнями. Но к тому времени открытая и объясненная реакция стала всемирно известной под именем реакции Белоусова-Жаботинского.

В принципе, открытие колебательных реакций вполне было достойно Нобелевской премии. Но, как говорят, «карта легла по-другому». Определенной компенсацией можно считать то, что в 1980 году нескольким ученым — физикам и химикам, за изучение колебательных реакций была вручена Ленинская премия. В списке была и фамилия Бориса Павловича Белоусова. Его наградили посмертно.