Знание-сила, 2007 № 01 (955)

Действительно: разве эпидемия чумы или оспы не страшнее, чем землетрясение? Среди животных тоже случаются моровые поветрия: они пугают фермеров и мобилизуют усилия многих ученых людей. Только что даровитый химик Луи Пастер получил от своего учителя Дюма неожиданное предложение: разобраться в причинах скисания вина и пива! Поглядев в микроскоп, Пастер нашел в скисшем вине два сорта колоний дрожжей: шаровидные и эллипсоидные. При этом вторые явно преобладают — хотя в здоровом вине их почти нет. Не они ли портят вино — тогда как шаровидные его создают, вызывая правильное брожение сахара?

Если так, то для спасения зрелого вина достаточно убить его вредителей быстрым нагревом. Не беда, если при этом погибнут и творцы вина: они сыграли свою роль и стали не нужны! Так в арсенале биологов появляется пастеризация: техногенная катастрофа, уничтожающая популяцию микробов во имя благополучия людей. Со временем Пастер придумает более тонкие способы «воспитания» микробов. Многократным слабым нагревом и переливанием кровяной сыворотки от одного зверя к другому он превратит смертоносную расу бацилл сибирской язвы в «слабаков», не способных убить лошадь, но дарящих ей иммунитет к настоящим убийцам. Так, в согласии с идеями Кювье и Дарвина, протекает искусственная эволюция бактерий — и даже вирусов бешенства, которых Пастер одолеет, не видя их в микроскоп. Так ли протекала естественная эволюция динозавров и людей? Это вопрос для будущих поколений биологов...

Легко заметить, что искусственная эволюция в зоопарке научных моделей стала привычным ремеслом для многих ученых мужей. Например, физик Максвелл: он только что синтезировал первую удачную модель электромагнитного поля, охватившую свет — наряду с электростатикой Кулона и магнитодинамикой Фарадея. Но как сильно изменилось в ходе работы Максвелла поголовье его моделей! Ведь он начал с механической модели: заполнил вакуум невидимыми шестеренками, передающими электрическую либо магнитную силу от точки к точке. Потом шестеренки исчезли; остались только напряженности двух полей и четыре дифференциальные связи между ними.

В 1885 году химик Луи Пастер с помощью созданной им вакцины впервые излечил бешенство. Его пациентом был 9-летний мальчик Жозеф Мейстер

Потом пришло финальное озарение: Максвелл добавил в свои уравнения «ток смещения», и очередная механическая схема Природы обрела порядок. Наконец, Максвелл рассчитал скорость распространения электромагнитного поля: она почти равна давно известной скорости света! Значит, люди и динозавры издавна видят электромагнитное поле своими глазами? Кто мог об этом подумать в эпоху Ньютона — всего полтораста лет назад! Такова скорость развития новых моделей в теоретической физике. Здесь за сто лет «млекопитающие» сменяют «динозавров». Но не вытесняют их! Крокодилы, змеи и черепахи процветают поныне — а старая механика успешно сотрудничает с новой электродинамикой.

Возможно ли, что когда-нибудь эти две теории срастутся вместе — как срослось электричество с магнетизмом в теории Максвелла? Может быть... Но какие математические ухищрения понадобятся для такого синтеза? Быть может, эти разделы математики уже созданы — или создаются сейчас?

А ведь правда! В последние десять лет Георг Риман создал риманову геометрию гладких многообразий, которая через полвека станет основой теории относительности Альберта Эйнштейна. Осталось узнать те группы симметрий, которым будут подчиняться новые физические миры. И еще: понять, что именно группа симметрий составляет скелет любой математической модели физического мира.

Вторая задача будет замечена и решена через 7 лет, когда совсем молодой доцент Феликс Кляйн объявит в городе Эрлангене программу описания и перечисления всех возможных геометрий. Евклид, Гаусс, Лобачевский, Риман; далее — со всеми остановками... Первую остановку учинил Вильям Гамильтон, пытаясь навести порядок среди вращений трехмерного пространства. Повороты вокруг трех ортогональных осей так странно коммутируют между собой, что объединить их Гамильтон смог только с помощью трехмерной сферы, составленной из кватернионов!

Но почему-то их на сфере вдвое больше, чем поворотов в пространстве. Как будто трехмерная сфера составлена из симметрий чуть более сложного объекта, чем обычный шарик.

На Галапагосских островах Чарлз Дарвин нашел нигде более не встречающиеся виды черепах, ящериц, птиц.