Текст книги "Знание-сила, 2001 №04"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 13 страниц)

Мейен и Воронцов

Под Новый год, под новый век собрались друзья, чтобы помянуть добрым словом двух замечательных биологов-ровесников: Сергея Мейена и Николая Воронцова. Оба они выросли в условиях, приближенных к монастырским. Тесный кружок наследников Павлова и Мечникова, Кольцова и Четверикова держал тогда глухую и, казалось, безнадежную оборону от банды самоуверенных невежд. Их мелкие атаманы Лысенко и Презент удачно дополняли собой главного кремлевского хозяина Сталина. Тот заправлял экономикой, политикой и наукой великой страны, умело стравливая между собой настоящих мастеров этих дел, присваивая их лучшие достижения и последовательно уничтожая всех удачников раньше, чем они успевали задумать бунт против кремлевского людоеда.

В 1953 году тиран умер, но в Кремле осталось оболваненное и развращенное им правительство, сознающее свою некомпетентность и панически боящееся, как бы народ России не восстал против неадекватной власти. Но совершенная сталинская система пропаганды и дезинформации позволила дрессированным партократам удерживать власть в течение еще одного поколения – пока банда убийц не выродилась в шайку жуликов и толпу примитивных нахлебников. Ситуация, увы, обычная для слаборазвитых стран XX века: так называемый латиноамериканский вариант развития большой, но не великой нации. Аргентина, Бразилия, Мексика и так далее…

Но вот что странно: Россия оставалась великой научной державой и в пору сталинской живодерни, и в пору брежневской богадельни для чиновников! Она и сейчас остается такою – если не забывать о российской научной диаспоре, охватившей за XX век все континенты Земли и начавшейся с того же Мечникова. Как смогло ученое сословие россиян добиться такого результата? Как вели себя его старые лидеры и их юные ученики?

Начнем с простого примера: Новосибирский Академгородок образца 1956 года, куда откочевала немалая община ученых монахов из Москвы и Питера. Именитые математики Лаврентьев и Соболев; талантливые физики Будкер и Векслер; историк-диссидент Покровский и удалой археолог Окладников; отчаянный кибернетик и просветитель Ляпунов; самоуверенный биолог Воронцов – и так далее. Важно, что они не расселись по уединенным кельям на берегу Обского моря, а составили консорций сборище «людей длинной воли» и общей судьбы, оказавшихся вдали от начальства и строящих новый Рим на новом месте.

В итоге получилось Сибирское отделение Академии наук. В нем быстро возродилась российская генетика, при нем открылась первая школа-интернат для одаренных детей Сибири. Только одно не удалось: малый научный Академгородок не сумел перевоспитать на свой лад огромный военно-промышленный Новосибирск. Развал партократии в Сибири начался лишь в пору обшей перестройки СССР. Тогда смельчак Николай Воронцов, которому наскучила роль ученого секретаря местных биологов, начал третий виток своей жизненной спирали: вернувшись в Москву, он стал депутатом Верховного Совета от Академии наук, а позднее – министром новой России. И умер от инфаркта спустя немного лет… Знакомая судьба! Так уходили из жизни Ломоносов и Королев, Келдыш и Сахаров – одинаково достойные граждане своей суровой родины.

Николай Воронцов в Новосибирском Академгородке, 1969 год

Молодой Мейен чувствовал в себе силу и искал пути ее развития.

Менее громкая судьба выпала оставшемуся в Москве Сергею Мейену. Энциклопедист по натуре, он не мог получить соответствующее образование ни в школе, ни в университете. Его учитель математики был зауряден и сам не верил, что его наука владеет ключами от всех областей естествознания. Только на первом курсе геологического факультета МГУ Мейен услышал о замечательной классификации всевозможных кристаллов, полученной в конце XIX века россиянином Федоровым и немцем Шенфлисом. Но, конечно, никто не учил студентов-геологов теории групп Ли, которая позволила сделать это открытие! Не учили их и новомодной, но «буржуазной» тектонике плит, представляющей всю историю земной коры в виде «ледохода» из подвижных, раскалывающихся и вновь сталкивающихся материков. Зато обязательный курс истории ВКП(б) мог и должен был отбить у каждого нормального студента вкус к многовековой истории России или к тысячелетней истории человечества на матушке-Земле…

Но Сергей Мейен не был «нормальным» студентом-геологом. Историю петровской России он знал по семейным преданиям: пять поколений обрусевших «остзейских» немцев – не шутка! Мать Мейена изображена на картине Павла Корина «Русь уходящая»: это тоже прикосновение к Истории…

А еще – приятно прикоснуться к белокаменной церкви в Подмосковье, сознавая, что она стоит в селе Никольском уже шесть веков, но камень, из которого она построена, образовался из карбоновых кораллов 350 миллионов лет назад и являет собой живую геологическую летопись. К счастью, длиннейший биологический раздел Всемирной Истории не подвергался сознательному извращению партийной пропагандой – и студент Сергей Мейен решил стать историком земной биосферы в рамках единой истории Земли.

Вскоре он выяснил, что отсутствие внешнего партийного абсолютизма не исключает феодальных распрей среди специалистов по истории кайнозоя, мезозоя или палеозоя. Одна новая коллекция геолога-полевика из Кузбасса, Эвенкии или Прибайкалья может существенно изменить представления геологов об истории древних флор и фаун Земли. Постепенно у Мейена сложилось впечатление, что немалый ансамбль несогласованных концепций палеонтологии образует как бы ЦЕНОЗ диких моделей, питающихся разными продуктами единой геологической летописи. Незаметно, чтобы этот ценоз упрощался со временем до торжества «Елиной, Истинной» теории – так же, как степной или пустынный ценоз животных не снодится к простейшей математической модели с одним хищником и одной жертвой.

Энциклопедист по натуре, он воздействовал на эволюцию рода людского в целом и его ученого сословия, в частности.

Возможно, это общий закон морфологии сложных развивающихся систем – одинаково верный для палеозойской флоры Сибири, для зоопарка политических фракций ВКП(б) (изба ви Боже тронуть эту сферу!) или для ансамбля мнений ведущих биологов и геологов насчет эволюции земной биосферы (вот эту область можно и нужно пестовать, к вяшей славе науки и пользе рода человеческого!) К 35 годам Мейен стал доктором геологических наук, крупнейшим знатоком флор палеозоя Евразии: это нечто вроде игумена в системе российской академической науки. Конечно, не каждый игумен способен стать епископом, митрополитом (академиком) или сравниться с Сергием Радонежским. Но молодой Мейен (подобно молодому Данте или Галилею) чуял в себе такую силу – и искал новые пути ее развития.

Конечно, ему не быть универсальным знатоком истории Рима, Китая, Египта и прочих цивилизаций Земли – вроде сэра Арнольда Тойнби, который зато очень слаб в биологии: иначе он нашел бы в биосфере иной аналог развитию очередной цивилизации, чем прорастание семени растения! Точно так же Мейену не стать знатоком математики или теоретической физики, а жаль: у физиков накопились интересные модели эволюции Вселенной после Большого Взрыва! Но если эти дивные миры недоступны самому игумену, что мешает ему завести в монастыре послушников, упражняющих разум и веру в новых искусствах? Так и поступил Мейен в 1960-е годы: начав с популярных лекций для кружка друзей и статей в журнале «Знание – сила», он затем опубликовал две обзорные книги. Сначала – «Из истории растительных династий», потом – «Следы трав индейских». Следующую книгу этого цикла завершил в 2000 году рукоположенный Мейеном послушник – палеонтолог Кирилл Еськов.

Но еще раньше на добрую наживку игумена клюнули математики – питомцы самого блестящего и самоуверенного факультета МГУ, ученики тамошних кумиров: Сергея Новикова, Владимира Арнольда, Юрия Манина. Успешно окончив первую аспирантуру в сфере алгебры, топологии или дифференциальных уравнений, они жаждали расширить свой кругозор в естествознании. Кто-то посещал публичные лекции Льва Гумилева, задумываясь о ритмах развития этносов и о загадочном явлении пассионарности в человеческих коллективах. Другие, напротив, увлеклись отрицанием ортодоксального взгляда на Историю – в духе народовольца Морозова или тополога Постникова. Третьи углубились в историю земной биосферы – не потому, что воспринимали каждый вид животных или каждое семейство растений, как своего домашнего любимца, но потому, что ощутили благородный аромат математической истины в странных фактах биоэволюции.

Николай Воронцов, 1972 год

Николай и Елена Воронцовы в 1973 году в верховье Зеравшана на реке Матча. Большая удача – найдены петроглифы!

Например, Мейен говорит о МОЗАИЧНОЙ и КАНАЛИЗОВАННОЙ эволюции. Это значит, что родственные виды в ходе эволюции являют нам сходный набор типичных «уродств» и модификаций своего фенотипа. То у всех моллюсков закручивается раковина; то у всех копытных вырастают рога; то у всех растений одного семейства одинаково изменяется форма листьев… Но генетики утверждают, что даже у далеких видов высших животных или растений геном имеет много обших блоков. Эволюция давно их создала и не уничтожила, а заморозила так, что они не выражаются в фенотипе своих владельцев. Быть может, один внешний толчок (или разные толчки, нарушающие экологию удаленных видов) пробуждают одни и те же блоки в «спящей» части генома дальних родичей. Не довольно ли для такой побудки включить или отключить всего ОДИН ген-репрессор – вроде тех, что обнаружили у бактерий французы Жакоб и Моно?

Далее Мейен говорит о постепенном повышении таксономического РАНГА многих различий в ходе эволюции организмов. Например, где-то в эоцене многие ВИДЫ млекопитающих или цветковых растений напоминали разнообразием нынешних собак: от сенбернара до гончей, от бульдога до таксы. Позднее такой уровень различий стал обычен для разных РОДОВ, а в наши дни он обычен для разных СЕМЕЙСТВ биосферы. Если бы некий биолог не знал долгой истории симбиоза людей и собак, он наверняка соединил бы всех собак в одно семейство, назвав таксу и бульдога разными родами – наравне с единым родом медведей…

А ведь сходная история замечена физиками-теоретиками в семействе элементарных частиц! Сейчас они способны (либо НЕ способны) к ЧЕТЫРЕМ разным типам взаимодействий: слабому, электромагнитному, сильному и гравитации. Но на ранних этапах Большого Взрыва (когда не было ни атомов, ни их ядер) разных взаимодействий было ТРИ, а еще раньше – два или даже одно! Тогда не было разницы между кварками и лептонами, между фотоном и его собратьями – тяжелыми векторными бозонами. Физики Вайнберг и Салам, Глэшоу и Хуфт точно рассчитали, какие фазовые переходы в заполняющем Вселенную газе скалярных бозонов Хиггса нужны для объединения слабого взаимодействия частиц с электромагнитным – и так далее. Жаль, что биологи-теоретики не способны проделать такие же расчеты в классе плацентарных млекопитающих или в типе покрытосеменных растений! Очень хочется узнать: из какого семейства голосеменных растений произошли каким-то чудом все цветковые растения?

Больше всего хотелось это узнать Сергею Мейену. У него и проект был готов: как примитивные покрытосеменные МОГЛИ БЫ произойти из вымершего семейства Беннетитовых. Тут нужно всего одно волшебное слово: гамогетеротопия! Оно означает ПЕРЕНОС многих признаков МУЖСКИХ органов растения на его ЖЕНСКИЕ органы – или наоборот. Древние эллины, шутя, допускали такую возможность даже у людей: Андрогина и Гермафродита. Вправе ли честный ученый поверить в такую возможность хотя бы у растений?

Генетика не запрещает это: ведь геном мужских и женских организмов одного вида одинаков; различны лишь его «прочтения» в ходе индивидуального эмбриогенеза! Какой механизм регулирует это чтение? Почему сей процесс у многих видов запускается простейшими факторами внешней среды, вроде повышения температуры, которое превращает самцов в самок?

Тут в спор вмешался еще один математик, прошедший сверхплановую аспирантуру у Л.Н. Гумилева. Он произнес другое волшебное слово: Пассионарность – и заявил, что пассионарный скачок МОЖЕТ вызвать гамогетеротопию у растений!

Как это понять? Не возвращаемся ли мы к Ламарку и «волевой» модели эволюции упражняемых либо неупражняемых органов у животных – или даже у растений? Можно ли корректно определить «пассионарное растение»?

Математик уверенно ответил: можно! Так называемая Пассионарность знакома физикам со времен Эйлера – задолго до Ламарка. Физики называют ее Действием и выражают интегралом от разности двух энергий: кинетической и потенциальной. Это выражение может принимать любое экстремальное значение. Чаше всего это минимум – сиречь, «яма» на гладком графике функции Действия. Но столь же допустимы иные точки с горизонтальной касательной: «холмы» или «перевалы». Их можно заметить в повелении любой НЕРАВНОВЕСНОЙ системы: от радиогенератора до бактерии или человеческой личности.

Между прочим, всякое НАУЧНОЕ ОТКРЫТИЕ требует прохода (вернее, «проскока») биографии ученого человека сквозь точку – «холм». Поэтому решайтесь на очередной прыжок, уважаемый Сергей Викторович! Кто-то из любимых вами Беннетитов давным-давно рискнул экспрессией своего генома – и вот мы с вами лакомимся яблоками или помидорами. А вы, вдобавок, курите сушеные листья покрытосеменных растений! Подобает ли такое занятие праведному специалисту по голосеменным и прочим растениям давнего палеофита?

Как ни странно, этот разговор не выдуман: только он растянулся на годы вместо немногих минут. Увы, пассионарность и производительность труда ученых мужей ограничена конфликтностью или комфортностью их личного существования – да еше множеством ошибок, допускаемых при поиске истины. Мейен был по характеру реформатор, а не революционер: он быстро схватывал новые идеи, но обдумывал их долго и не торопился публиковать те выводы, которые сам не понял до конца. Он довольно быстро согласился, что его собственная биография проходит сквозь «седло» каждый раз, когда он осваивает оригинальную мысль другого ученого. А когда его голову осеняет свежая идея (вроде той же гамогетеротопии), тогда он, пожалуй, сам ненадолго становится «холмом» на графике Действия, который никто и никогда не видал полностью. Даже дерзкие топологи не хвалятся такой способностью, а они, кажется, стоят ближе всех к Творцу всяческих аксиом и понятий Научного царства…

Только в 1984 году Мейен опубликовал свои главные гипотезы о путях биологической эволюции. Его сразу назначили ученым (и генеральным!) секретарем очередного Геологического конгресса, но три года спустя Мейена не стало среди живых ученых…

Сейчас, полтора десятка лет спустя, роль Мейена в кругу классиков эволюционной биологии видится много яснее; прояснилось и значение контактов с инакомыслящими физматиками в ЕГО научном творчестве. А каков был ОБРАТНЫЙ эффект общения с корифеем эволюционизма для представителей физико-математического лобби? Первые ласточки такой весны появились среди учеников Мейена в 1971 году. Эго были: один выпускник прославленной московской физматшколы № 2 и один учитель той же школы – он же выпускник аспирантуры мехмата МГУ (он же – автор данной статьи).

Следующий барьер был незаметно взят физиками в 1973 году. Они ввели понятие СУПЕРСИММЕТРИИ элементарных частиц и предположили, что самые важные бозоны обладают двойниками – ферм ионам и, и обратно: фотону соответствует фотино, гравитону – гравитино и т.д. На ранних этапах Большого Взрыва роль всех двойников была одинаково велика: бозоны соединяли все прочие частицы в единую семью, а фермионы направляли ЭВОЛЮЦИЮ такой системы. Например, они порождали новые кварки небывалого прежде цвета или аромата. Можно ли сейчас обнаружить явные следы той героической эпохи?

Около двадцати лет прошло, прежде чем у физиков пропала надежда на такую милость Природы: в нашем мире наблюдать фотино или гравитино не легче, чем рогатого тигра или цветок папоротника… Но ведь раньше подобные чудеса встречались! В палеозое процветали «семенные папоротники» – Птеридоспермы; в начале кайнозоя водились звери с копытами, когтями и клыками сразу – Милодонты… Кстати, в недавние века встречались князья-капиталисты (Иван Калита); среди граждан республики Спарта числились цари, а среди римлян – даже боги. Например, роль Юпитера играл (в течение одного дня) всякий триумфатор: так что Юлий Цезарь побывал богом пять раз – прежде чем окончательно вознестись на небо в марте 44 года до н.э.

Значит, и сам Мейен побывал в роли бога не один раз – когда его осеняла очередная удачная догадка насчет тайн биоэволюции и когда он раскрывал эту тайну своим коллегам и ученикам. Или в ином случае: когда Мейен задавал кому-то из коллег особо трудный либо неожиданный вопрос об устройстве Природы. Такие вопросы и ответы направляют эволюцию ученого содружества – значит, ОНИ играют роль фотино, глюино или гравитино в той разновидности природного Вакуума, который мы называем Ноосферой… Хорошо, что Природа любит и УМЕЕТ повторяться! Хорошо, что она подчинила развитие физического Вакуума, Биосферы, Социума и ученого содружества очень похожим законам!

Благодаря этому математики, физики, биологи и историки познакомились на деле с бозонами и фермионами изучаемых ими природных сред задолго до того, как физики додумались до понятий «бозон» и «фермион» и начали сознательно искать их носителей. Например, геометры Эллады лихо превращали бозон в фермион, когда придумывали новую задачу на основе известных теорем. Превратить фермион в бозон еще проше: для этого нужно РЕШИТЬ поставленную задачу, ДОКАЗАТЬ или ОПРОВЕРГНУТЬ предложенную гипотезу. В любом случае уникальный ДВИЖИТЕЛЬ прогресса науки превратится в рядовое колесико научного механизма и закрутится в ряду прочих колес, высекая искры новых проблем при столкновениях со своими коллегами. Математики жили в таком режиме 25 веков, прежде чем «задачецентричная» концепция развития науки была признана всеми ее творцами и просветителями.

В России этот стиль работы внедрил Николай Лузин – ученик Гильберта, учитель Колмогорова и многих других богатырей. Затем ученики Колмогорова (Гельфанд и Шклярский, Арнольд и Леман) передали эту культуру огромному множеству школьников путем математических кружков и олимпиад. Ученики Петра Капицы и Льва Ландау перенесли культуру задач и турниров в физику в послевоенные годы – на гребне ядерной программы, когда в Москве рождался славный Физтех. Справедливо, что именно физтеховцы Гольдберг и Лихтман впервые предложили вниманию математиков новое понятие суперсимметрии, а питомец мехмата Березин обнаружил сходную структуру в методе вторичного квантования физических полей…

Сергей Мейен заразился «квантованием» теоретической биологии в таком же режиме – когда он перенимал культуру сомнения в «общеизвестных» истинах сперва у свирепого палеоботаника Марии Нейбург, а потом у бестрепетного энтомолога Александра Л юбишева. На юбилейной конференции давний соратник Мейена Юрий Чайковский сравнил «незримую школу» Любищева со школой Сократа в Афинах, а самому Мейену отвел в этой школе место Аристотеля. Действительно: от Платона Мейен отличался большой осторожностью в измышлении новых сущностей или гипотез. Но он охотно общался и с яркими платониками – в лице молодых математиков, которые на веселые укоры мэтра весело отшучивались: «Нет, мы не платоники, а платойизаторы!»

Так тянулся горячий и плодотворный диалог разноязыких и разношерстых научных пассионариев – типичных «холмов» и «седел» на графике функции Действия, зависящей от бесконечного семейства природных переменных величин. Конечно, большую часть слов диалога составляли «бозоны» – сиречь, сообщения о фактах, ранее не известных. Не зря замечено, что любой разговор между специалистами по ОБЪЕМУ на 90 процентов состоит из того, что один говорит, а другой ему верит. Но по ВАЖНОСТИ большую роль играют остальные 10 процентов диалога: когда один собеседник НЕ понимает сказанного и спрашивает, а другой отвечает, пытаясь сам понять, ЧЕГО не понял его партнер в речи, абсолютно ясной тому, кто ее произнес.

В итоге две разные картины мира в умах собеседников постепенно сближаются: таков результат больших и малых взрывов в развитии любой науки. Биографии ученых пассионариев – сиречь, «холмы» Действия – служат катализаторами этой реакции. ФЕРМ ИОНЫ, испускаемые холмами в момент перескока ученого мужа из холма в седло или в другой холм, – эти фермионы (будь то идеи Платона, аксиомы Евклида, принципы Ньютона или категории Линнея) становятся очередными «генами» в понятийном геноме науки, постепенно обрастая вторичными БОЗОНАМИ: новыми терминами и определениями, наблюдениями и экспериментами, уточняющими исходную гипотезу-фермион.

Не было ли сходного процесса в древней биосфере Земли? Там роль бозонов играли обычные (базовые) гены: они состоят из цепочек оснований в нити ДНК и колируют те или иные признаки фенотипа животных или растений, подчиняясь в процессе наследования хорошо известным правилам Менделя и другим законам «равновесной» генетики. Потеря равновесия означает ИЗМЕНЕНИЕ ПРАВИЛ той вековой игры генов, которая задает фенетическое разнообразие биосферы. Простейшие кванты такого изменения – гены-репрессоры, которые пробуждают «валентность» одних базовых генов и усыпляют экспрессию других отрезков ДНК. А что пробуждает либо усыпляет самих репрессоров? Неужели хоть здесь проявляется, наконец, АДАПТАЦИЯ к той среде, в которой организмы погибают или выживают, комфортно или конфликтно – в зависимости от экспрессии тех или иных базовых генов своей ДНК?

В славные годы рождения Новосибирского Академгородка дерзкий генетик Беляев начал опыты по отбору песцов и лисиц не столько на качество меха, сколько на их ПРИРУЧАЕ– МОСТЬ. Если добиться этого свойства, то зоотехника ценных, но нервных и злобных пушных зверей станет гораздо приятнее и выгоднее для пользователя-человека! Эффект смелого опыта оказался положителен, но сокрушителен. В обремененной присутствием человека популяции песцов проявилось великое множество разных мутантов. Одни стали ручными; другие – плешивыми; третьи заимели хвост колечком… Одним словом, взбудораженные песцы устремились по той трассе, на которую гораздо раньше них вступили многострадальные собаки. Но еще раньше эту трассу проложил человек – вернее, наш обезьяноподобный предок, претерпевший загадочные стрессы и мутации в глубинах Южной и Восточной Африки 1,2 и 3 миллиона лет назад.

Мы поныне испытываем и создаем друг другу сходные стрессы: либо в московских академических институтах, либо в геологических экспедициях на той или иной Тунгуске, либо на фронтах очередной войны. Кто выживает в этих условиях, тот приобретает шанс стать пассионарием и заметно воздействовать на эволюцию рода людского в целом и его ученого сословия, в частности. Такая судьба выпала двум упорным россиянам: Николаю Воронцову и Сергею Мейену, помянуть труды, страсти и успехи которых собрались их друзья в последнюю неделю XX века во многое повидавших аудиториях биофака МГУ и ГИН РАН. Спасибо тем, кто пришел туда и продолжил обучающий диалог пассионариев с того места, где он оборвался в прежнюю нашу встречу!

РУБЕЖ ВРЕМЕН

Кирилл Ефремов