Знание-сила, 2007 № 09 (963)

Кстати, и Земля в некоторых длинах волн уступает в яркости только Солнцу: такова мощность глобальной системы телевещания со спутников!

Космический корабль

Такой всплеск энергетики предполагает быстрый расход земных энергоносителей. Похоже, что всех доступных ресурсов нефти и газа землянам хватит не более чем на сто лет! Угля и нефти хватит надолго — но их эксплуатацию нельзя увеличить более чем в 10 раз. Давняя надежда на термоядерный реактор все никак не сбудется: слишком велики трудности в управлении неустойчивым плазменным шнуром среди магнитных полей! И слишком велико число стран, уже овладевших ядерным оружием либо готовых обрести его в ближайшие годы! Индия и Пакистан, Израиль и Иран — все эти соседи-враги норовят взять друг друга на прицел так же, как это сделали СССР и США 40 лет назад...

А теперь еще СССР распался, породив экономический хаос на одной трети Евразии и столь же опасное зазнайство правителей одной трети Северной Америки. Что им вулканы возле Юпитера или первые планеты за пределами Солнечной системы! Раз не сумели ученые мужи создать гамма-лазер, заряжаемый атомным взрывом и способный из космоса мигом сжечь Пентагон или Байконур, значит, не стоит финансировать новые прогулки по Луне или очередной ускоритель протонов!

Так уходит в прошлое «дорогая» наука, вызванная к жизни многолетней гонкой вооружений среди великих держав и воспетая научными фантастами. Из задних рядов партера опять выходит вперед «дешевая» наука, чьи расходы составляют не миллиарды, а миллионы (порою — даже тысячи) долларов в год. В пересчете на золото или на киловатт-часы это все же больше, чем тратили сто лет назад Пастер и Рентген, Пуанкаре и Эйнштейн, Эдисон и братья Райт!

В чем и насколько превзошли своих пращуров физики и математики конца ХХ века? Рентген знал лишь три сорта элементарных блоков материи: фотон, электрон и протон. И только два вида их взаимодействий: тяготение и электромагнетизм. Сто лет спустя физикам знакомо около 20 сортов элементарных частиц, четко разделенных на классы по двум признакам: по их внутренней симметрии (спиноры, векторы, тензоры, скаляры) и по типам взаимодействий, в которых они участвуют. Типов сил четыре, и, как выяснилось недавно, разделились все типы довольно рано, вскоре после Большого Взрыва Вселенной. Причиной разделения сил была последовательная конденсация и кристаллизация облаков виртуальных частиц, заполняющих вакуум.

Например, фотон и порождаемое им электромагнитное взаимодействие частиц отделилось от слабого взаимодействия благодаря конденсации «облака Хиггса», чьи скалярные кванты сейчас имеют огромную массу: раз в 1000 больше массы протона! В Солнечной системе и во всей Галактике свободных скаляров Хиггса сейчас, вероятно, нет. Но их можно создать искусственно — на достаточно мощном ускорителе протонов... Может, это и удастся сделать на новом европейском ускорителе, который должен заработать в текущем году. Кто знает...

На ускорителях предыдущего поколения были синтезированы кванты слабого взаимодействия: их масса в 100 раз больше, чем у протона! Наблюдая распады «слабых» квантов, физики узнали, что в природе есть только три сорта нейтрино и потому лишь 6 сортов кварков, участников сильного взаимодействия. Почему именно 3 и 6? Для теоретиков это тайна, а экспериментаторы о ней и думать не хотят. Кому охота сочинять внутринаучную фантастику?

Вот если бы удалось экспортировать накопленные физиками гипотезы в некую соседнюю область, где сходные гипотезы поддаются опытной проверке... Но где возможно такое чудо? Вероятно, в загадочном мире неустойчивых, развивающихся систем: в особой вселенной по имени Жизнь! Каких успехов достигли ее следопыты к концу ХХ века?

Джеймс Уотсон и Франсис Крик, 1953 г.

Компьютерная биохимия ДНК: так вернее всего назвать совокупность новых методов работы молекулярных биологов и генетиков. Открыв 30 лет назад особый фермент — ревертазу, способную разрезать нить ДНК или РНК в заданных химических точках, Говард Темин и его коллега Балтимор положили начало генной хирургии или инженерии. С тех пор инженеры- генетики обрели возможность «редактировать» гигантские тексты молекул ДНК почти так же свободно, как программист читает и редактирует на экране компьютера текст неудачной программы на языке АЛГОЛ.

С одной заметной разницей: природный язык ДНК за 4 миллиарда лет биоэволюции усложнился настолько, что его можно сопоставить с любым современным человеческим языком — будь то английский или русский, китайский или аймара. И тексты генома уж очень длинные: миллионы букв — у бактерий, миллиарды — у человека. Даже выписать их в одну строку — колоссальная работа, невыполнимая без самых мощных компьютеров. Только что очередной компьютерный гений Крейг Вентер заявил, что он научился читать генные тексты в тысячи раз быстрее, чем это делалось в эпоху Крика и Ниренберга!

Если так пойдет дальше, то к концу второго тысячелетия христианской эры люди выпишут по буквам всю свою наследственную память!