Знание-сила, 2007 № 12 (966)

Ньютон жил и умер три века назад. По общему мнению специалистов, с той поры на Земле не рождались или не вырастали столь же удачливые гении науки. Правда, и до Ньютона таких гениев не было на протяжении 18 веков — со времен Архимеда. Так что есть надежда на третье пришествие универсального гения, одинаково хорошо понимающего всю науку своих дней и способного по заказу создать любой нужный ему раздел математики или естествознания. Но пока род людской как-то обходится без нового гения благодаря коллективным усилиям всех ученых. Как это им удается? Можно ли поверить в неограниченно долгую цепь удач такого рода?

Попробуем разобраться в этих чудесах, взяв за хронологическую основу 300-летний юбилей долгой жизни Исаака Ньютона.

Он родился под Рождество 1642 года, в разгар гражданской войны среди англичан — роялистов и республиканцев, англикан и пресвитериан. Триста лет спустя половина человечества была охвачена сходной усобицей. Российские и германские дивизии сражались за Сталинград, японские и американские авианосцы боролись за господство на Тихом океане. Между тем в Чикаго интернациональная команда физиков во главе со вчерашним иммигрантом Энрико Ферми запустила первый урановый реактор — колыбель будущих ядерных бомб и электростанций.

Теодор Эйвери

Джон фон Нейман

Тем временем недалеко от Чикаго стареющий и малоизвестный микробиолог Теодор Эйвери завершал опыты над генетикой пневмококков. Вопреки общим ожиданиям, химической основой «наследственной плазмы» в этом случае оказался не белок, а нуклеиновая кислота ДНК, до тех пор казавшаяся неким излишеством в клеточном механизме. Открытие Эйвери постепенно убедило биологов, что ДНК так же важна для генетики, как уран для ядерной физики. Через десять лет после Эйвери его младшие коллеги — Крик и Уотсон — открыли спиральную структуру ДНК и основали молекулярную биологию всех организмов земной биосферы.

А что делали тогда математики, привлеченные к военным задачам и свободные от них? В США венгерский иммигрант Джон фон Нейман проектировал и строил первый электронный цифровой компьютер, чтобы управлять зенитным огнем в реальном масштабе времени. А в Казани тогда слепой российский геометр Лев Понтрягин пытался классифицировать самые общие геометрические фигуры — многообразия, чтобы исчислять любые их свойства (хотя бы симметрии) так же уверенно, как алгебраисты издавна исчисляют свойства натуральных чисел. Как ни странно, первые шаги на этом пути удались слепому гению математики. Но другой российский гений, Николай Вавилов, классификатор генетического разнообразия культурных растений, умирал тем временем от дистрофии в саратовской тюрьме, куда попал по интригам своих менее талантливых коллег... Так пестрое ученое сообщество заменяло собою вакансию Ньютона через 300 лет после его рождения.

Что изменилось четверть века спустя, через триста лет после того, как Ньютон открыл основные принципы математического анализа функций и механики небесных тел? В 1967 году великие державы Земли не воевали между собой, хотя Китай был готов погрузиться в многолетнюю усобицу культурной революции, придуманной председателем Мао. В таких условиях державные деньги США и СССР щедро тратились на научные исследования, будь то подготовка к полетам космонавтов на Луну или создание общей теории элементарных частиц на основе представлений групп Ли. Уроженцу Нью-Йорка Стивену Вайнбергу и питомцу Кембриджа Абдусу Саламу не понадобилось создавать новые главы математики для электрослабого объединения фотонов с массивными бозонами W и Z. Всю необходимую алгебру математики открыли еще в начале ХХ века, наводя порядок в симметриях дифференциальных уравнений по методе покойного Эвариста Галуа.

У биологов в 1967 году были свои яркие успехи и свои острые проблемы. Молодое поколение молекулярных генетиков и конструкторов развернулось во всю свою мощь и прыть. Крик и Ниренберг со товарищи полностью расшифровали код ДНК и сами мастерили по природным шпаргалкам то молекулу очередного белка — фермента, то свежепрочитанный ген из ДНК хорошо знакомого микроба. Но все эти опыты проверяли лишь один маршрут движения информации между живыми молекулами: ДНК — РНК — Белок

Возможна ли обратная передача генетической информации хотя бы на первом стыке — от РНК к ДНК? Если ее нет, то таинство биоэволюции выглядит совсем непонятно на молекулярном уровне. Если она есть, то ее должен обеспечивать некий волшебный фермент. Через год этот фермент — ревертазу — обнаружил еще один вдохновенный американец, Говард Темин. Его открытие быстро превратило молекулярную биологию из науки, только объясняющей природные феномены, в науку, конструирующую новые организмы на основе их природных прототипов. Так ученые понемногу становились соавторами природной эволюции в земной биосфере — сперва в роли скромных подмастерьев. А что дальше? Это будет видно тем, кто сделает следующий шаг вдоль чудовищно длинной молекулы ДНК.