В этот год различных дат

Очередной юбилейный год не заставил себя ждать. Очень многие россияне отмечают 300-летие основания Санкт-Петербурга. Действительно, царь-мастеровой прорубил окно в Европу там, где никто не ожидал услышать перестук российских топоров и ругань плотников. На этом звуковом фоне никто не расслышал ни скрип гусиного пера, ни стук печатного станка. Да многие ли в Москве знали имя скромного преподавателя Навигацкой школы Леонтия Магницкого? Подобно Евклиду, он вошел в нашу жизнь как автор одной книги. Зато великая получилась книга: широкие врата в европейскую научную вселенную открылись для пытливых россиян. «Арифметика, сиречь наука числительная» вышла в свет в один год с новым городом — Петербургом, положив начало молодой России.

Прошло сто лет — и юный град, полночных стран краса и диво.

В самом деле, как отметили просвещенные россияне столетие славных дел Петра Романова и Леонтия Магницкого? Самым достойным образом: в 1803 году российские фрегаты «Нева» и «Надежда» отправились в первое кругосветное путешествие под командой двух российских патриотов — Ивана Крузенштерна и Юрия Лисянского. Их английский коллега Мэтью Флиндерс завершил тогда первое плавание вокруг Австралии. Тем временем первый консул французов Наполеон Бонапарт, готовясь к решающей схватке с Англией, эвакуировал свою армию из Египта, заложил Булонский лагерь на берегу Ла-Манша и продал Луизиану Соединенным Штатам Северной Америки, пока эта французская колония не досталась властвующим на морях англичанам.

Сдвинемся еще на сто лет вперед. Стук топоров уже не слышен в России: его заглушает стук вагонных колес по рельсам Транссибирской магистрали. С 1903 года поезда идут от Петербурга до Владивостока с единственной пересадкой: Байкал вагоны пересекают на пароме или по льду, ибо Кругобайкальская трасса еще не завершена. Великая Российская держава обрела, наконец, полноценный спинной хребет, соединивший все ее столицы, — бывшие, нынешние и будущие. Главный организатор этой стройки века, Сергей Витте, оставил карьеру математика ради руководства бурным развитием обновленной российской экономики.

Неудача в этом трудном деле чревата катастрофой: год назад социалисты-революционеры оформили свою террористическую партию, а их конкуренты из числа социал-демократов только что породили сразу две партии — меньшевиков и большевиков, чтобы при любом раскладе сил в грядущей революции оказаться в роли победителей.

На фоне этих успехов и распрей россиянам некогда заметить скромные триумфы своих ученых соотечественников. Через год юный Нобелевский комитет присудит премию первому из россиян — Ивану Павлову, поповскому сыну из Рязани, разобравшемуся в нервной и гормональной регуляции пищеварения. Между тем Иван Петрович на лаврах не почивает и времени зря не теряет. Он начал изучать условные рефлексы у собак и вошел таким путем в пеструю команду основателей будущей науки — кибернетики. Другой тихий россиянин, глуховатый калужский учитель Константин Циолковский, создал в том же 1903 году первую теорию полета ракет в космическом пространстве. Эта работа не удостоится Нобелевской премии лишь потому, что правители послереволюционной России не пожелают рассекретить лидеров своей «военной науки» даже после запуска первого искусственного спутника Земли.

Сделаем еще один полувековой шаг в сторону текущего 2003 года — и попадем в роковой 1953 год. Сколько же юбилеев заготовил он нам впрок! Сначала — безумное «дело врачей», когда близкий к смерти тиран Сталин истреблял своих возможных спасителей. Потом — смерть и посмертная схватка среди уцелевших соратников. Арест страшного Лаврентия Берия и его неясная казнь то ли еще до суда над убийцей миллионов россиян, то ли сразу после суда, о чем граждане России узнали лишь полгода спустя. А вскоре после гибели обоих тиранов — успех начатой ими ядерной программы: взрыв первой российской водородной бомбы в казахской степи. Сверхдержав опять стало две, их военное состязание продлится еще сорок лет…

А что творят те герои человечества, которые не желают участвовать в войнах, следуя завету Ивана Павлова: «Какое мне дело до революции, когда у меня в лаборатории идет эксперимент?» Такой эксперимент над собою поставили весной 1953 года британские альпинисты в Гималаях. Может ли человек взойти на высочайшую горную вершину Земли и вернуться оттуда живым, что не удалось отважному британцу Фреду Маммери тридцать лет назад? Эдмунд Хиллари из Новой Зеландии и Норгей Тенсинг из Непала доказали: да, это возможно! Эверест покорен, на очереди — все прочие восьмитысячники, которые люди вскоре начнут покорять в одиночку или без кислорода, или в зимние морозы.

Казалось бы, достижения альпинистов имеют лишь спортивный интерес. Но не так думают мудрые геологи! В нагромождении небесных гор посреди Евразии они различают стык двух древних континентальных плит — осколков Лавразии и Гондваны. Через пять лет после подвига первопроходцев Тенсинга и Хиллари их ученые коллеги предложат миру новую модель поверхности Земли, охваченной непрерывным «ледоходом» континентов и как бы кипящей, наподобие котелка с водой или атомного ядра. Вскоре глобальная тектоника плит станет для геологов столь же важным оплотом, каким для химиков издавна была атомная модель молекулы.

Необычно дерзкий эксперимент в старом мире молекулярной химии поставили той же весной 1953 года два британских физика — Морис Уилкинс и Френсис Крик. Первый из них начал фотографировать в рентгеновских лучах кристаллическую соль ДНК и неожиданно получил весьма регулярные узоры, свидетельствующие о спиральной структуре огромной биомолекулы. Френсис Крик ухватился за этот результат со всем пылом теоретика: он начал лихорадочно строить разнообразные модели ДНК из россыпи давно знакомых химикам блоков — А Т Г Ц.

На счастье Крика рядом с ним в Кембридже работали два смышленых, компанейских и уверенных в себе американца — биолог Уотсон и биохимик Донохью. Они сразу увлеклись геометрической идеей Крика и начали ее творчески критиковать и дополнять, опираясь на свой уникальный опыт. Напротив, с Уилкинсом в Лондоне работала дама Розалинда Франклин, столь же умная и трудолюбивая, но горящая желанием доказать свое интеллектуальное равенство с шовинистами-мужчинами. Отсутствие дружеской взаимопомощи в лондонском коллективе привело к понятному исходу: двуспиральная модель ДНК вошла в летопись биологической науки, украшенная лишь именами открывателей из Кембриджа Крика и Уотсона и одним из Лондона – Уилкинса.

За последующие полвека их наследники сделали огромный рывок вперед. В наши дни слова «генная инженерия» столь же привычны, как «ядерная физика», а прочитанный (хотя еще далеко не понятый) текст ДНК человека биологи сравнивают с клинописной библиотекой царя Ашшурбанапала. Тот дар судьбы историки освоили за полвека. Какой срок понадобится биологам для сходного подвига в своей ойкумене? Это пока открытый вопрос.

Вернемся теперь из 50-летней дали в сегодняшний день и оценим последствия тогдашних человеческих подвигов. Легче всего это сделать в области спорта, хотя бы на гималайских вершинах. То, что в 1950-е годы было под силу лишь большим командам из отборных альпинистов и стоило многим из них здоровья или жизни, то нынче стало полем соревнования маленьких профессиональных групп и даже отдельных личностей. Тиролец Райнхольд Месснер и поляк Ежи Кукучка стали первыми покорителями всех 14 земных гор, вздымающихся выше 8000 метров. Большую часть восхождений эти удальцы совершили в одиночку или вдвоем, а малые команды из трех-четырех альпинистов ныне берут прямым штурмом высочайшие гималайские стены в 3-4 километра высотой.

Так работает неформальная группа экспериментаторов на свежем стыке крупнейших континентальных плит Земли — Евразии и Индостана. Теоретическое осмысление этой работы также перешло в руки аспирантов от геологии. Матерые доктора наук смотрят глубже — и в пространстве, и во времени. Они пытаются восстановить по «ледоходу» континентов на поверхности земного шара всю его глубинную структуру, включая медленную конвекцию магмы между корой и ядром Земли, куда постепенно оседают самые тяжелые элементы и откуда в атмосферу поднимаются водород и прочие газы.

Расчеты специалистов убедили мир, что именно гравитационная дифференциация земных слоев обеспечивает нагрев земных недр и подвижность магмы. Незачем привлекать к этому делу радиоактивность тяжелых элементов, как пытались сделать физики в эпоху Резерфорда сто лет назад! Иное дело — Солнце: в нем гравитация лишь обеспечила сжатие и разогрев, необходимые для запуска гигантского термоядерного реактора, который вот уже 5 миллиардов лет согревает Землю и поддерживает жизнь на ней. Первую малую и неустойчивую модель Солнца физики зажгли на Земле полвека назад в виде ядерной бомбы. Можно ли построить на Земле столь же малую, но устойчивую и безопасную модель Солнца в виде термоядерного реактора? Ответа на этот вопрос нет в начале XXI века. Что-то будет дальше — хотя бы 50 лет спустя?

В постижении тайн жизни прогресс науки за последние полвека наиболее заметен. Образцовыми удачниками в этой области оказались патриарх Френсис Крик, его младший коллега и соперник Говард Темин и совсем уж дерзкая дама из Канады Линн Маргулис. Крику и его друзьям удалось путем тонких экспериментов и расчетов на компьютерах расшифровать химический код молекулы ДНК, то есть восстановить динамическую картину тех процессов, в которых огромная молекула воспроизводит себя либо синтезирует белки, необходимые для управляемой ею клетки в тот или иной момент их общей биографии.

А затем Темин сперва поставил под сомнение, а потом и опроверг основную информационную догму биологии, провозглашенную Криком и Уотсоном в 1953 году: ДНК — РНК — белок. Обычно биологическая информация движется в ЭТОМ направлении; но не будь ОБРАТНОГО движения, эволюция в высших таксонах земной биосферы стала бы чудовищно медленной, и ничего сложнее червей и моллюсков на Земле бы не возникло. Чтобы обеспечить обратную перестройку молекулы ДНК усилиями ее «дочери» РНК, нужен волшебный фермент РЕВЕРТАЗА. Говард Темин его открыл и понял его роль в клетке, а коллеги Темина вскоре синтезировали ревертазу в лаборатории и с ее помощью занялись вивисекцией древней молекулы ДНК.

Без этой хирургии величественный текст ДНК оставался бы неизвестен даже к началу XXI века, несмотря на всю мощь компьютерного парка. Если вспомнить библиотеку Ашшурбанапала, то матрицу ДНК можно уподобить древнейшим шумерским текстам с их строгой лексикой и чудовищной (на взгляд индоевропейца) грамматикой. Краткие тексты РНК аналогичны классической аккадской клинописи, а ревертаза служит необходимым словарем для диких эпигонов, «молекулярных биологов», никогда не видавших чуда молекулярной эволюции.

В рамках ученого сообщества биологов роль ревертазы сыграла Линн Маргулис, достойная наследница неукротимого духа Розалинды Франклин. Можно также назвать ее конструктивной разрушительницей примитивных эволюционных догм Трофима Лысенко. Тот не верил ни в какую генетику или кибернетику и потому пытался «воспитывать» живые компьютеры с помощью кнута, пряника и кувалды, почти так, как воспитывали его самого в крестьянском детстве. Линн Маргулис окончила настоящий университет. Там ее успешно воспитывали лекции профессоров и тексты учебников, то есть на уровне программирования компьютеров — железистых, кремнистых или углеродистых, это не важно.

Не так ли действует Природа на своих «учеников»? Будь то отдельные организмы, их популяции или симбиозы, либо виды и высшие таксоны, составленные из различных организмов? Не идет ли ВНУТРИ клетки интенсивный обмен крупными блоками информации, запечатленной в отрезках молекул ДНК или РНК? Партнерами в этом обмене могут быть не только хромосомы клеточного ядра, но и «затесавшиеся» внутрь клетки вирусы и любые органеллы — митохондрии, рибосомы, хлоропласты. Давным-давно они были независимыми живыми существами, но потом сумели уцелеть и процвести, вступив в общий прогрессивный клеточный симбиоз.

Симбиотическая модель клеточно-молекулярной эволюции — вот, пожалуй, самое ценное достижение ученого сообщества биологов во второй половине ХХ века. Разные мастера внесли различные вклады в этот общий шедевр: каждый действовал по своим способностям. Джеймс Уотсон, разделив с Криком Нобелевскую премию, решил, что равноценных биологических открытий в его жизни уже не будет. Не испытать ли свои еще молодые силы в научной социологии? Для начала описать во всех деталях и с полной честностью тот процесс творческого симбиоза ученых, который довольно быстро привел их с Криком к расшифровке структуры ДНК. И вот в 1966 году (одновременно с первой статьей Линн Маргулис) появилась маленькая книжка Уотсона — «Двойная спираль».

Она сразу сделалась бестселлером: кому недоступна химическая суть великого открытия, тот может насладиться «человеческим элементом» в процессе работы исследователей, описанной талантливо и точно. Однако мало кто из восторженных читателей откровенной книги Уотсона сопоставил ее главный предмет — историю эволюционного симбиоза (или симбиотической эволюции?) двух молодых ученых из разных «конюшен» — физической и биологической — с иными примерами столь же плодотворного симбиоза. Это может быть судьба разных органелл внутри клетки, угаданная Линн Маргулис, либо судьба разных племен, классов и сословий в ходе этногенеза, постигнутого Львом Гумилевым на примере кочевников Центральной Азии, а Арнольдом Тойнби — на примере эллинов и византийцев в Средиземноморье!

Вспомним, что в ХХ веке только два историка удостоились Нобелевской премии, это были немец Теодор Моммзен и англичанин Уинстон Черчилль. Первый изложил легендарную и драматичную историю Рима на общедоступном научно-популярном языке. Второй сделал то же самое со Второй мировой войной, в которой он активно участвовал. Возможно, если бы Тойнби или Гумилев больше написали о своем драматичном веке, они тоже попали бы в число нобелевских лауреатов по литературе.

А если бы эти богатыри формализовали свои историко-политические модели на языке строгой математики, тогда они, вероятно, удостоились бы Нобелевских премий по экономике вслед за Василием Леонтьевым и Леонидом Канторовичем. Но совместить два эти ремесла — нет пока таких искусников.

Хотя? Век-то нынче XXI-й! Этот двухлетний младенец неплохо учится у своих физиков и политиков, особенно когда оба естества сочетаются в одной персоне, как было с Петром Капицей или с Андреем Сахаровым. Правда, союз математики с историей вызывает еще сомнения в своей законности на фоне деятельности таких персон, как Фоменко. Но есть и противоположный пример. Замечательный историк Древнего Востока Игорь Дьяконов был избран в Российскую академию естественных наук, поскольку ему не нашлось места в отделении истории РАН. Может быть, так и лучше, чтобы такие люди, как Дьяконов и Фоменко, оказывались в разных академиях?

Хотя бы до той светлой поры, когда мировое ученое содружество выработает единый язык для теории эволюции самоорганизующихся систем, где бы они ни возникали. Ведь одни и те же странные аттракторы Лоренца обнаружились в кольцах Сатурна и в спектре излучения радиогенератора! Одно и то же сплетение эволюционных нитей заметно в молекуле ДНК и в российской либо английской истории, состоящей из взаимодействующих этногенезов. Механизм взаимного влияния таких нитей еще мало понятен, но он, кажется, похож на взаимодействие элементарных частиц в вакууме путем обмена квантами силовых полей, соответствующих этому вакууму! Внутри атомного ядра — это мезоны, угаданные Хидэки Юкавой в 1935 году и замеченные в космических лучах десять лет спустя. Внутри клеточного ядра — это «прыгающие гены», замеченные Барбарой Мак-Клинток на кукурузе в 1940-е годы и отмеченные Нобелевской премией сорок лет спустя.

Четырехкратная разница в темпе осмысления одинаково важных открытий физиками и биологами — это, кажется, характерный инвариант развития науки в ХХ веке. Но в его конце два этих темпа заметно сблизились, кажется, даже уравнялись. Уилкинс, Крик и Уотсон получили Нобелевскую премию через десять лет после открытия спирали ДНК, Говард Темин — через пять лет после открытия ревертазы.

Когда же эволюционисты всех мастей заговорят на едином понятийном языке? Похоже, что физики завершили свой вклад в синтез такого языка еще в 1970-е годы, когда они придумали малое объединение электромагнитных и слабых взаимодействий в мире частиц на основе глобального фазового перехода в физическом вакууме. Биологи внесли свою лепту около 2000 года, когда они завершили первичную карту своего вакуума, расписав в универсальном коде А Т Г Ц весь геном человека и дрозофилы, помидора и нескольких бактерий. В сфере истории народов главное дело сделали Тойнби и Гумилев. Они расписали динамику перехлеста и ветвления эволюционных нитей в разных временных масштабах — от векового ритма развития народов и цивилизаций до годичного или суточного ритма революционных событий, которым мы все были свидетелями. Чего еще не хватает для синтеза трех перекрывающихся вселенных — человеческой, биологической и физической?

Не математика ли призвана послужить основой такого синтеза, как уже бывало в эпохи Ньютона и Максвелла, Эйнштейна и Гейзенберга?

Самые яркие математические новинки ХХ века относились к топологии и алгебре. Первая из этих сестер, будучи вершиной древней геометрии, превратилась к середине века в теорию многообразий — всевозможных геометрических миров, характеризуемых особыми группами симметрий. Вторая — алгебра — вылилась в теорию изменения симметрий, которую разные адепты именуют то теорией представлений групп, то К-теорией пучков. Сейчас можно надеяться, что именно многообразия станут адекватными моделями любых природных объектов, претерпевающих эволюцию. В таком случае пучки над многообразиями задают симметрию природных объектов, а формализм К-теории описывает изменение такой симметрии. И вот что любопытно: математическое определение «эволюции многообразий» родилось одновременно со спиральной моделью ДНК!

Его открыватель, француз Рене Том, был всего на пять лет старше юного американца Джеймса Уотсона; Филдсовскую премию за свое открытие математик Том получил на четыре года раньше своего нобелевского коллеги биолога. Но увы, эти два героя теории эволюции так и не встретились до глубокой старости! Не узнали за полвека, что оба они подступили одновременно и с разных сторон к одной гигантской горе, но не смогли достичь ее вершины, ибо не ведали друг о друге, не составляли альпинистской связки. Точно так же Френсис Крик и Говард Темин, выясняя в 1960-е годы основные факты информационной динамики внутри клетки, не догадывались о том, что одновременно с ними англичанин Майкл Атья, французы Рауль Ботт и Александр Гротендик развивают К-теорию изменения симметрий в произвольных математических мирах. А россиянин Лев Гумилев строит информационную модель этногенеза в гуманитарных терминах только потому, что его в детстве толком не учили ни математике, ни физике, ни биологии!

Не это ли самый важный урок века минувшего веку нынешнему? Гений нового века обязан быть энциклопедистом хотя бы по меркам старого века! Узкие специалисты всегда опаздывают и неизбежно отстают от тех, кто способен и готов питаться одновременно из самых разных кормушек. Нередко экзотические блюда оказываются и приятны, и полезны. Их «едоки» воспаряют духом и изменяют группу симметрий своей родной области знаний так решительно и необратимо, что своею силой выпихивают своих коллег в очередной бравый новый мир, не первый и не последний на тернистом пути рода людского из прошлого в будущее…

Три века назад царь Петр Романов и математик Леонтий Магницкий дали такой толчок традиционному российскому обществу. Через два столетия министр Сергей Витте и революционер Владимир Ленин повторили этот опыт, но уже не в одиночку, а в теплой компании. Полвека назад, избавившись от самого вредного тирана в нашей истории, очередное поколение российских физиков и математиков впихнуло свою родину в ряд великих научных держав. Но сделать Россию первоклассной экономической державой с тех пор никому не удалось, хотя многие пытались пробиться к этой светлой цели. Тут мало единоличных усилий, нужно долгое коллективное усилие всего этноса — вроде того, которое москвичи воплотили в течение XIV века, начав со скопидома Даниила и разбойника Юрия, а закончив героем Дмитрием и праведником Сергием.

Сергей Смирнов