Человечество вступило в космическую эру буднично и просто. Первая мировая война так потрясла основы европейской цивилизации, что в одной из евразийских империй власть захватили левые экстремисты. Их лидеры поставили в России эксперимент, небывалый со времен античности. Они обобществили ВСЕ средства производства, поставили их под государственный контроль. Однако главной производительной силой всегда были человеческие личности...
Чтобы контролировать их, российские большевики воздвигли коммунистическую Церковь, не виданную со времен китайской державы Цинь и арабского Халифата. Но эти предтечи СССР не располагали высоко развитой техносферой. Ленин и его соратники получили такое наследие от западных европейцев XIX века — и теперь они соревнуются с северными американцами в КАЧЕСТВЕ овладения возможностями техносферы. Благо, она позволяет одной и той же ракетой забросить космонавтов на Луну, либо перебросить водородную бомбу из Москвы в Нью-Йорк.
В итоге на Земле воцарилась небывалая и недолговечная гонка вооружений с участием всего двух держав. Это позволило многим ученым мужам воплотить их дерзкие замыслы не только в формулах или словесных моделях, но и в железно-кремниевом подобии человеческого мозга.
Эра компьютеров на Земле была вызвана военным соревнованием во Второй мировой войне. Но она протянется гораздо дольше, чем космическая эра — подобно тому, как эра книгопечатания на четыре века пережила эру географических открытий. Революция гуситов в Европе бушевала около 30 лет — а потом угасла, не дотянув до начала книгопечатания, не успев использовать новые средства пропаганды радикальных идей.
Революция большевиков растянется на 70 лет и иссякнет, не дотянув до рождения глобальной системы интернет, составленной из миллионов компьютеров и сотен космических станций радиосвязи. В 1969 году прозвучал первый звонок, предвещающий конец ленинской пьесы. Не русские, а американские космонавты первыми прогулялись по Луне и благополучно вернулись на Землю, прославив немецкого конструктора американских ракет — Вернера фон Брауна.
Гитлер и Сталин совсем не умели обращаться с подобными людьми — и потому получали от техносферы лишь малую долю тех чудес, на которые она способна. Кеннеди и Хрущев были более грамотны в социальной инженерии. В итоге состоялись космические полеты Юрия Гагарина (1961) и Нейла Армстронга (1969). Но сейчас военно-космическая гонка вступает в новую фазу: информатика становится еще важнее, чем электроника.
Арнольд Тойнби
Какая из двух сверхдержав Земли позволит своему ученому сословию сплотиться в более эффективный социальный компьютер из многих тысяч человеческих «транзисторов»?
Интересно, что с тех пор специалисты незначительно продвинулись в самой горячей проблеме земной энергетики: в поддержании спокойного горения рукотворной звезды вместо мгновенного взрыва водородной бомбы. Горячая плазма оказалась неуправляема — почти так же, как ансамбль ученых мужей, что пытаются управлять ею с помощью магнитных полей. Или как ансамбль политиков, что пытаются управлять учеными посредством больших денег или строгих наказаний. Не решается сия проблема с помощью древнего арифмометра или современной ЭВМ!
Тут бы нужен компьютер с гибкой обратной связью и операционной системой, включающей формализацию новых понятий. Но кто сумеет ЕГО контролировать? Пожалуй, никто... Означает ли это «бунт роботов» против человека, давно напророченный лихими фантастами?
Да, означает! Только форма бунта оказалась своеобразной. Она похожа не на восстание гладиаторов Спартака, а на тихий саботаж примитивных рабов в римской латифундии или зеков в концлагере ХХ века. Они работали кое-как, безответственно — и разрушали больше, чем создавали. Теперь то же самое делают механические рабы, составляющие техносферу Земли! Это особенно опасно, ибо производительность бессознательного труда роботов в ХХ веке намного превосходит трудоспособность и вредоспособность миллионов рабов Римской империи!
Первые плоды такого труда уже замечены физиками и экономистами, составившими Римский клуб. Через полсотни лет биосфера Земли потерпит непоправимый урон от разрастающейся техносферы! Даже геосфера неизбежно пострадает: руды всех цветных металлов станут дефицитны, наравне с нефтью и природным газом! Таковы очередные пределы роста экономики, достигнутые человечеством к концу ХХ века. Как можно их обойти? Какую цену придется заплатить за такой обход? Куда выведет людей обходной путь в неведомое будущее?
Чтобы угадать возможные ответы на эти вопросы, нужно мобилизовать весь понятийный аппарат науки ХХ века. Он огромен и слабо унифицирован. Сплошь и рядом физики и математики, биологи и историки рассуждают о своих объектах на своих диалектах, не догадываясь об их глубоком сходстве — вплоть до изоморфизма.
Например, Лев Гумилев — яркая звезда над горизонтом исторической науки в СССР. Только что он опубликовал «Историю кочевников Евразии», охватив в ней хуннов и тюрок, сельджуков и монголов, половцев и русских витязей. Какие глобальные, вековые механизмы порождали регулярные вспышки их геройства? Можно ли измерять и исчислять эти механизмы столь же уверенно, как физики XVII века исчисляли регулярное движение планет? Можно ли прогнозировать эти социальные процессы — как надеялись Аристотель и Полибий? Или можно управлять ими — как мечтали Александр Македонский и Наполеон Бонапарт?
Все эти вопросы НЕ корректны, пока они не выражены на строгом языке физики. Но ни Лев Гумилев, ни его коллеги в Москве и Ленинграде, Оксфорде и Париже не ведают физики XX века! Не учили их этому — вот беда. А математиков и физиков Москвы и Ленинграда никто не научил истории так, чтобы они могли грамотно сравнить Сталина и Цинь Шихуанди, Чингисхана с Александром Македонским, Муссолини с Каталиной. И когда толпы российских физматиков сходятся на публичные лекции Гумилева — это встреча двух популяций полузнаек из двух разных научных цивилизаций!
Ничего конструктивного из такой встречи в ЭТОМ поколении не получится — как не получалось между испанцами и ацтеками в Мексике XVI века. Но три поколения спустя в Америке сложились новые креольские нации — и в XX веке Мексика и Бразилия влияют на судьбу человечества гораздо сильнее, чем Испания и Португалия. Вероятно, так случится и в России XXI века — когда рухнут барьеры между разными учеными сословиями СССР, возведенные сталинской партократией, чтобы обуздать ленинскую революцию.
На Западе нет ни партократов, ни революции. Оттого писатели-фантасты свободно перескакивают между научной и социальной сферами, а ученые-реалисты творят свою фантастику внутри физики или математики.
Экспериментаторы в США только что просветили протон энергичными электронами — и заметили внутри него некую зернистую структуру. Вероятно, это долгожданные кварки; но почему они не вылетают из протона наружу? Другие экспериментаторы обнаружили странные колебания — переходы между разными сортами нейтральных К-мезонов. Среди пи- мезонов таких колебаний нет; в чем тут дело?
Стивен Вайнберг
Не в том ли, что Природа запасла больше сортов разных кварков, чем их нужно для постройки протона и пи- мезона; и что старшие (тяжелые) кварки могут распадаться на младшие члены своего семейства? Если так, то сходные распады и переходы должны происходить в мире лептонов: электронов, мюонов и их нейтрино! Не этот ли процесс объясняет нехватку солнечных нейтрино в потоке, недавно зарегистрированном в огромной бочке четыреххлористого углерода?
Нужно строить другой нейтринный телескоп — более чуткий, основанный не на хлоре, а на галлии! Если разные нейтрино переходят друг в друга — значит, они имеют ненулевую массу. Возможно, что суммарная масса всех нейтрино во Вселенной даже превосходит общую массу всех звезд!
А то астрономы жалуются: темп вращения галактик обнаружил в них некую «скрытую массу», которая проявляется и в темпе наблюдаемого расширения Вселенной...Наконец-то «локальная» физика частиц сомкнулась с глобальной физикой Космоса!
Два дерзких американца — Вайнберг и Глэшоу — только что сочинили первую главу глобальной физики частиц и полей. Они предположили, что в начале Большого Взрыва Вселенной спектр природных сил был иным, чем в наши дни. Электромагнитное взаимодействие было слито со слабым — тем, что вызывает распад нейтрона и ядер атомов!
Расчеты Вайнберга и Салама предсказывают наличие в нашем мире очень тяжелых квантов слабого поля: они примерно в сто раз тяжелее протона! Где можно увидеть таких монстров? Нужно строить еще более мощные ускорители протонов — благо, правители США готовы оплатить эту стройку, в надежде на освоение внутрипротонной энергии. Как хорошо, что есть на карте Советский Союз, тоже готовый на военно-научные авантюры в азарте гонки вооружений.
Одной советской угрозы американцам хватит для организации поисков частиц Вайнберга — Салама: их обнаружат в 1983 году на специальном ускорителе в Брукхейвене. Наблюдая за распадами этих частиц, физики узнают замечательный факт: Природа запасла всего 6 разных сортов кварков, не больше и не меньше!
Кстати: модель Вайнберга-Салама предсказывает существование еще более массивных частиц — скалярных бозонов Хиггса, которые придают разные массы кваркам и лептонам. Но в 1991 году СССР распадется на букет республик и монархий — вроде того, как нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино. После этого гонка вооружений в мире остановится; постройка новых дорогих ускорителей прекратится даже в США, и открытие частиц Хиггса отложится до неведомых времен...
А что успели сделать математики в своей экзотической вселенной за послевоенные годы? Они сделали третий шаг на пути сотворения новых миров. Вслед за миром чисел (который создали эллины) и миром функций (его создали Декарт и Ньютон) появился мир многообразий — гладких или топологических, алгебраических или бесконечномерных. Разнообразные симметрии этих миров были строго измерены группами Ли, которые тоже являются многообразиями.
При этом в группах Ли была замечена удивительная гомотопическая периодичность Ботта. Ее открыватель доказал, что двукратное пространство петель над унитарной группой (столь любимой физиками) изоморфно самой группе! Факт красивый и полезный для геометров; а что он странный — так мало ли странных фактов в теории чисел! Ясно, что в теории многообразий их должно быть не меньше. Вот, один из них открыл француз Рауль Ботт; другой — американец Джон Милнор; и так далее.
Все это — правда. Но недавно выяснилось, что группы Милнора измеряют разницу между гладкими многообразиями и их кусочно-линейной родней. Группы Ботта (названные К- теорией) описывают разнообразие векторных пучков над любыми фигурами. Только так геометрам ХХ века удалось обобщить и понять маленький странный факт родом из XIX века: существование листа Мебиуса, не вложимого в плоскость, потому что она ориентируема, а он — нет. Кто и когда сумеет обобщить и понять сходным манером маленький странный факт топологии, замеченный Боттом? Это еще не ведомо.
Наконец, маленький факт из алгебры XVII века: пресловутая теорема Ферма. Сколь многие удачливые математики откусывали по кусочку от этого пирога — а он все высится, непокоренный! Не потому ли, что никто не рассматривал эту проблему с новой колокольни — из теории алгебраических многообразий, которая теперь нерушимо породнилась с теорией чисел?
А ведь где-то уже ходят в школу смышленые мальчишки, которым это дело окажется по плечу! В Германии подрастают Герд Фальтингс и Герхард Фрай; в Англии — Эндрю Уайлз; в США — Кен Риббет. Он станет «научным внуком» Джона Милнора и докажет гипотезу Фрая о выводимости теоремы Ферма из гипотезы Танияма. Жаль, что этот вдохновенный японец не дожил до признания своих наивных рассуждений настоящей, строгой математикой! Увы — такова участь очень многих первопроходцев в науке.
Заглянем теперь в квантовую биологию. За последние 20 лет она совершила скачок, не уступающий прогрессу физики или математики. Только что Нобелевский комитет вспомнил о заслугах Макса Дельбрюка — первого физика, ставшего биологом после того, как он научился исчислению квантов у Нильса Бора, а исчислению генов у Томаса Моргана. Пора Дельбрюку и его другу Лурия получать премию за их первый, давний прорыв в генетике бактериофагов и прочих вирусов! Тем более что ученики Дельбрюка и Лурия уже увенчаны Нобелевскими лаврами.
Удачник Джемс Уотсон получил их 8 лет назад — за то, что он первый угадал двойную спираль ДНК по рентгенограммам Розалинды Франклин. Ей не повезло и тогда, и потом: ранняя смерть — и никаких премий! Иное дело Барбара Мак-Клинток: она заметила «прыгающие гены» у кукурузы в 25 лет, но только в 80 лет получит за это Нобелевскую премию!
«Мальчишка» Дельбрюк моложе Барбары на целых 4 года — и вот его уже награждают, всего через 30 лет после главного открытия его жизни... Везунчика Уотсона и его буйного друга Крика наградили через 9 лет после их звездного часа. С тех пор Крик заслужил (но не получил) еще одну премию: вместе с Маршалом Ниренбергом и Говиндом Кораной он расшифровал природный генетический код. Он оказался един для всех живых организмов Земли; значит ли это, что жизнь возникла на Земле лишь однажды?
Как же редки должны быть населенные планеты в нашей Вселенной! Интересно: как началось на нашей планете приключение по имени Жизнь?
Кажется, что сейчас информация в глобальном молекулярном компьютере движется лишь в одну сторону: из ДНК в РНК, оттуда — в белки, из которых составлены органеллы живых клеток. То есть, ДНК в клетке играет роль постоянной памяти в ЭВМ. Напротив, РНК — это оперативная память, а рибосома — процессор, синтезирующий белки по указаниям, записанным в РНК.
Неужели содержимое постоянной памяти остается неизменным миллионы лет? Этого не может быть! Иначе эволюция ДНК была бы невозможна, а с нею вместе — эволюция живых организмов! А она ой как быстро идет: порою — в масштабе веков (у собак) или даже лет (у вирусов гриппа)!
Должен быть некий механизм ПЕРЕНОСА обновленной информации из РНК в ДНК — ибо есть в Природе организмы, вовсе не содержащие ДНК. Таковы многие вирусы растений и животных: они нередко вызывают раковые заболевания своих «хозяев», вмешиваясь в содержимое их генома.
Значит, эти злодеи могут вызвать и эволюцию ДНК! Для этого им нужны особые инструменты: белки-ферменты, облегчающие вторжение чужой РНК в хромосому живой клетки. Назовем такую «отмычку» исходя из ее функции: обратная транскриптаза, или просто ревертаза. Где и как ее найти?
Только что это удалось американцу Говарду Темину — ровеснику Юрия Гагарина и Нейла Армстронга. Он выделил первые молекулы ревертазы из оболочки давно знакомого вируса саркомы Роуса. Теперь этот класс «полуживых» объектов биологи назовут ретровирусами — и постараются имитировать их деятельность в лабораторных условиях.
Если примитивный вирус может по-своему переиначить содержимое живой клетки, заразив ее раком — значит, умный врач-генетик может по-своему вмешаться внутрь той же клетки, даровав ей иммунитет от рака! Врачу для этого нужна такая же отмычка, какою от века пользуется вирус Роуса, то есть молекула фермента ревертазы. Надо наладить ее синтез: сперва в лаборатории, потом на заводе! Чтобы вмешательство людей в геном растений и животных стало таким же обычным делом, как переливание крови от человека к человеку!
Международный проект «Ревертаза», генная инженерия и генная хирургия — все эти вообразимые чудеса станут реальностью в ближайшие 30 лет. Чтобы постичь тайны клеточной наследственности, человеку нужно вмешаться в них! Так же, как 70 годами раньше физики вмешались в тайны атомного ядра — и начали ядерную физику, облучая любые ядра потоком альфа-частиц.
Резерфорд получил за этот подвиг Нобелевскую премию в 1908 году. Сорок лет спустя в мире уже работали урановые реакторы и взрывались плутониевые бомбы. Темин получит премию за свою ревертазу в 1975 году. Интересно, какой вид примет молекулярная биология через 40 лет после этой даты? Кто доживет — тот увидит.