Смирнов С. Об истории науки российской. От Петра Первого до наших дней
Часть 1. Дела Петра
Российская наука возникла благодаря Петру Первому. Все началось в 1697 году — когда великое российское посольство приплыло в Англию из Нидерландов. Девятью годами раньше по той же трассе в Англию приплыл приглашенный король Вильям III Оранский — бывший президент республики Голландия. Теперь он правил Англией, а ее наукой правило Королевское Общество, рожденное в 1660 году. Там охотно приняли царя Петра и его товарища — Якоба Брюса. Он был родом шотландец, и не простой.
Его предки в XIV веке возглавили восстание против власти англичан и сделались королями на полвека — до очередного английского завоевания. Тогда Брюсы эмигрировали в Германию. Оттуда отец Якоба приехал в Москву — на службу к царю Алексею, который проводил реформы и нуждался в просвещенных иностранцах — хотя бы для обновления армии. Ведь именно полки иноземного строя одолели войско Степана Разина — стрельцы с этим не справились. Сын приезжего Брюса стал товарищем юного Петра в той команде, которую возглавили Патрик Гордон и Франц Лефорт.
Знатных россиян принимали лидеры Королевского Общества — уже знаменитый Ньютон и менее заметный, но более властный Рен. Он был математик, астроном и архитектор собора святого Павла — после великого пожара 1666 года. Рен сразу положил глаз на Брюса — не только из-за его родовитости, но потому что Кристофер Рен был главный масон Англии. Масоны в Европе образовали вольнодумное подполье с XVI века. Иногда они проникали на Русь — но здесь их искореняли церковники, говоря, что вольнодумцы «ум свой ставят в Бога место». В Королевском Обществе масоны составляли большинство, а Якоб Брюс был из их числа. Оттого в Англии он ощутил себя как рыба в воде и вел переговоры о найме английских инженеров и ученых для работы в России.
Царь Петр, срочно уехав домой ради подавления стрелецкого бунта, оставил Брюса своим послом в Англии на целый год. С началом войны со Швецией за Прибалтику Брюс стал главою русской артиллерии. Она блестяще проявила себя при Полтаве, где шведам остро не хватало пороха.
После Полтавы (1709) и Гангута (1714) Петр ощутил себя победителем и нашел время для лечения своих болезней (почки, подагра) на германском курорте. Там он встретил другого инвалида — Лейбница, основателя Прусской Академии Наук в Берлине. Теперь старый Лейбниц был без работы: его хозяина, князя Георга I избрали королем Англии, но запретили привозить с собою Лейбница. Ведь того считали в Англии врагом Ньютона!
Напористый Петр заказал мудрому Лейбницу проект Российской Академии Наук с университетом и гимназией — для обучения юных смышленых россиян. Но у Петра дошли руки до этого дела только в 1724 году — а вскоре он умер. Якоб Брюс не захотел стать первым президентом Академии: он ушел в отставку после смерти Петра. Вместо него президентом стал Блюментрост — личный врач Петра. Первым ученым секретарем Академии стал Христиан Гольдбах — математик и шифровальщик, вроде Виета во Франции или Валлиса в Англии.
Услышав об инновациях в России, Иоганн Бернулли — глава математического кружка в Базеле, ученик Лейбница и автор первого вводного учебника анализа функций — решил послать в Санкт-Петербург своих лучших учеников (им не хватало рабочих мест в маленькой Швейцарии). Так в новую столицу России прибыли три молодых героя — Даниил и Николай Бернулли и Леонард Эйлер. Даниила сразу назначили академиком (в 26 лет), а Леонард в 20 лет стал адъюнктом — то есть мастером на все руки. Он преподавал в Навигацкой школе будущим капитанам и корабелам, штурманам и астрономам всякую математику и механику, да еще теорию корабля. Как его рассчитывать до постройки, как строить и как управлять парусным судном в бурю или в штиль, как вести судно против ветра и так далее. Вскоре этот курс вылился в учебники — первые не только в России, но и в Европе.
Большую часть лекций Эйлер читал по-латыни или по-немецки — но легко переходил при нужде на русский язык. Он его неплохо освоил в первый же год от русского студента Адодурова. В обмен Эйлер научил студента математике — так хорошо, что тот позднее стал академиком и куратором Московского Университета (1755), куда столичные чиновники не пустили Ломоносова за его буйный нрав.
Михаил Ломоносов шел в науку иным путем — как гуманитарий, вроде Лейбница. В родном селе на берегу Белого моря смышленого сына зажиточного крестьянина-помора заметили местные церковники — и начали его воспитывать очень широко, как положено будущему игумену или епископу. Кроме основ грамматики и арифметики, Михаила научили азам латыни и астрономии — для навигации в полярном море. В 18 лет (1730) Ломоносов отправился на лыжах с рыбным обозом в Москву, чтобы учиться в Славяно-греко-латинской академии: она возникла в правление царя Федора, старшего брата Петра.
Здесь крестьянин-переросток за пять лет стал первым в учебе по всем предметам и рвался в аспирантуру. Сперва Ломоносов искал ее в Киеве — в Могилянской академии. Но там было мало нового: Михаил мечтал о Петербурге, и мечта сбылась в 1736 году. В северную столицу вызвали дюжину самых одаренных студентов для будущей стажировки в зарубежных университетах. В Петербурге Ломоносов выучил немецкий язык и азы высшей математики.
Слушая лекции Эйлера, Ломоносов оценил мастерство лучшего математика своей эпохи и решил: Эйлера ему не догнать. Но в физике и химии, в географии и геологии он может встать вровень с лучшими учеными Европы! С таким багажом Ломоносов прибыл в Марбург и стал там учеником Христиана Вольфа — бывшего ученика Лейбница. Так у Ломоносова с Эйлером появился общий научный дед. Но личных встреч между ними больше не было: Эйлер уехал из Питера в Берлин (1741) раньше, чем Ломоносов вернулся в Россию, а Эйлер вернулся в Питер (1766) уже после смерти Ломоносова.
Совсем иной путь привел в науку Василия Татищева. Как молодой офицер он участвовал в битве при Полтаве и был ранен на глазах у царя Петра. Царь не забывал таких слуг. Вскоре он послал Татищева в Германию, где тот освоил не только инженерное дело, но и азы международного права. Так Татищев оказался среди дипломатов-экспертов во время трудных переговоров со Швецией ради Ништадтского мира (1721). После этого гвардии капитан исполнял разные поручения. В 1730 году, после смерти царя Петра II он стал советником группы младших офицеров, готовивших проект Конституции для новой царицы Анны. Этот заговор молодежи не удался: матерые верховники одолели кучку поручиков и капитанов.
Чтобы уцелеть, Татищев уехал на Урал и там долго возглавлял контроль над рудниками и заводами, пресекая воровство и наживая новых врагов. Одновременно он составлял карту угодий России — природных и промышленных. Заодно Татищев изучал в архивах уцелевшие копии древних летописей, прилагая свою дипломатическую квалификацию для понимания политики Древней Руси. Так он стал автором первой обзорной «Истории России», где новая европейская мудрость окрасила древнее знание о прошлом Отечества.
Часть 2. ПОСЛЕ ПЕТРА
Главным преемником Татищева в этой работе стал через полвека Николай Карамзин — благодаря особому излому своей биографии. Молодой Карамзин путешествовал по Европе в 1789-1790 годах, на фоне разгоравшейся Французской революции. Этот уникальный опыт дал Карамзину такое понимание политических кризисов в прошлые и современные эпохи, какого не было у его русских ровесников. В итоге родилась История Государства Российского: она вдохновила Пушкина на первую русскую трагедию шекспировского уровня о начале русской Смуты.
Другие преемники Татищева — Симон Паллас и Василий Севергин изучали Урал и Сибирь как географы и геологи. Например, Паллас привез в столицу из Сибири первый большой метеорит. В его составе, кроме железа, были найдены новые металлы — кобальт и никель, недавно выделенные шведскими химиками из ленивых руд Скандинавии, не дающих ни меди, ни олова, ни серебра.
Все это случилось после смерти Ломоносова (1765). Оттого он не успел принять участие в массовой охоте химиков за новыми элементами. Например, Ломоносов упустил шанс открыть еще не известный хром в красной свинцовой руде (крокоит), привезенной из Сибири. Или в красных гранатах Карелии (пироп, альмандин), или в зеленых гранатах Урала (уваровит), или в зеленом нефрите Саянских гор. Или в зеленом уральском изумруде, в заморском красном биксбите: все это — разновидности берилла. Как один хром порождает все эти цвета? Эту загадку физики и химики разгадали только в 20 веке.
На этом пути Ломоносова сменил замечательный самоучка — швед Шееле. Кроме кислорода, он выделил из руд около десятка окислов или солей, содержащих новые металлы. Да еще десяток органических кислот (уксусную, лимонную, циановую), которые Шееле (как и Ломоносов) все испробовал на запах и на вкус. Не диво, что он умер в 43 года от многих отравлений.
Математику Эйлеру такая участь не грозила. В 1741 году он переехал из Питера в Берлин, где при молодом короле Фридрихе II собралось много дерзких молодых ученых: им не хватило места в перенаселенном и чопорном Париже. Эйлер стал лидером математиков в этом ансамбле. За 15 лет он создал две новые ветви анализа функций: исчисление гладких функций комплексного аргумента (включая экспоненту и логарифм) и исчисление вариаций, зависящих от бесконечного ансамбля числовых переменных. Сочетание этих областей и методов работы в них позволило решить много задач, прежде недоступных.
Так было доказано, что число п иррационально и арифметически связано с суммой ряда обратных квадратов. Но чему равна сумма ряда обратных кубов? Рациональна ли сумма (п + е)? Это не известно до сих пор.
Также Эйлер узнал форму цепной линии (она — не парабола) и наилучшую форму пружины в часах. Вместе с новым другом — Пьером Мопертюи — Эйлер открыл принцип экстремального действия, не замеченный Ньютоном. Этот закон утверждает, что любое движение природной системы (будь то планета, летящая вокруг звезды, или распускающийся цветок, или ученый муж в момент нового открытия) происходит по такой траектории, где график действия имеет горизонтальную касательную. Около такой точки график действия выглядит как яма, или как холм, или как седло меж двух холмов. Такие рассуждения в ХХ веке привели Ричарда Фейнмана к созданию квантовой электродинамики.
Пока Эйлер делал эти открытия, он не переставал быть российским академиком. В Берлине он принимал русских стажеров и помогал своими отзывами молодежи, работавшей в России. Так Эйлер выручил Ломоносова, которого питерские чиновники пытались выгнать из Академии. Отзыв Эйлера о статьях Ломоносова по физике ясен и вежлив по форме, но по сути это львиный рык на шакалов, преследующих львенка. Этот отзыв понравился царице Елизавете и ее советникам — братьям Шуваловым.
Другой пример — математик и астроном Степан Румовский, ученик Ломоносова. Он по своей воле поехал в Берлин к Эйлеру (1754) и за пять лет стал мастером любых наблюдений и расчетов. Вернувшись в Россию, Румовский синхронно с Ломоносовым наблюдал Венеру на фоне Солнца (1761) — но не из Питера, а из Екатеринбурга, так что он смог измерить разность долгот этих городов. Позднее Румовский повторил это наблюдение (1769), направив своих учеников в Сибирь и на Камчатку. Так русские геометры узнали размах своего отечества с запада на восток — пока британский капитан Джемс Кук измерял размах Тихого океана с острова Таити.
Много позже, став академиком, Румов ский участвовал в основании Казанского университета при царе Александре I и стал его куратором на всю жизнь. В этой роли Румовский оказался судьей дерзкого поступка группы казанских студентов. Они ездили вокруг Университета верхом на корове! Администраторы хотели их выгнать из ученой среды — но четыре профессора (все они были немцы) сообщили Румовскому, что многие из этих нахалов — самые ясные умы, и выгнать их будет не по-хозяйски. Вспомнив судьбу Ломоносова, Румовский заменил изгнание строгим выговором с покаянием. Позже трое из этих сорванцов стали ректорами университетов: двое в Казани (геометр Лобачевский и астроном Симонов) и еще один в Москве.
Так правили российской наукой ученики Эйлера и Ломоносова в эпоху Екатерины II. Кстати, Григорий Потемкин тоже блистал как студент Московского университета — два года, пока не перешел из науки в политику, где преуспел еще больше.
На рубеже XVIII — XIX веков сходная судьба постигла Михаила Сперанского. Сначала его (как Ломоносова) опекали церковники. Потом они направили замечательного студента на гражданскую службу — дабы он служил Отечеству в роли министра еще лучше, чем мог бы в роли епископа. Зрелый Сперанский при молодом Александре I основал новые университеты в Казани и Тарту, в Вильнюсе и Харькове. Он также требовал повысить уровень образованности большинства российских чиновников до диплома какого-нибудь университета (по примеру древних китайцев или современных французов). Эта инновация вызвала злобу у многих дворян. Царь Александр уволил Сперанского. Позже Николай I нашел ему лучшее применение — как составителю свода законов Российской империи. Так менялись судьбы ученых россиян за полтора века: от Петра и Брюса до историка Карамзина и юриста Сперанского, геометра Лобачевского и востоковеда Бичурина, с коим дружил Пушкин.
Казанский выпускник Николай Бичурин стал монахом Иакинфом и 15 лет возглавлял русскую духовную миссию в Пекине. За эти годы он крестил мало китайцев — но сам глубоко усвоил культуру и науку Дальнего Востока. Он составил большие словари столь разных языков, как монгольский и тибетский, китайский и маньчжурский.
В Россию Бичурин привез более 400 пудов китайских книг, включая летописи 20 разных династий и биографии сотен древних героев: от императоров Цинь Ши и Гао Цзу до историков Бань Гу и Сыма Цяня. С тех пор русские историки могут сравнивать успехи и неудачи древних эллинов или римлян, средневековых англичан или новгородцев с делами их ровесников на другом краю Евразии. Первая же книга самого Бичурина — «История первых ханов из дома Чингизова» — удачно дополнила «Историю государства Российского» Николая Карамзина азиатским взглядом на те же события XIII века.
В отличие от Эйлера или Карамзина, Ломоносов не успел создать универсальные, вечные книги. Зарубежные химики и физики вскоре обогнали русского пионера. Его проект освоения Арктики и Америки, современный плаваниям Кука, задержался в воплощении на целый век. Но также было со многими проблемами, которые поставили Ньютон или Эйлер.
Например, шифровальщик Гольдбах писал Эйлеру в Берлин из Москвы, что он уверен: всякое нечетное число есть сумма трех простых чисел. Эйлер ответил, что верно и большее: всякое четное число есть сумма двух простых. Но как это доказать — непонятно.
Это поняли в 1930-е годы Иван Виноградов и Лев Шнирельман: нужно работать с тригонометрическими рядами еще хитрее и смелее, чем это делал Эйлер! Чтобы довести эту идею до победы, понадобились мощные компьютеры и умные молодые головы. Гипотеза Гольдбаха о трех простых была побеждена в 2013 году. Более сильная гипотеза Эйлера пока не доказана.
Зато Льву Шнирельману с друзьями — Люстерником, Делоне и Шклярским — удалось в 1935 году основать в Москве и Питере первые математические кружки для одаренных школьников, провести первые олимпиады. Из них выросли современные физматшколы и гимназии. Их возглавили академики нового поколения: Андрей Колмогоров, похожий на Эйлера, и Петр Капица, похожий на Ломоносова. Они воплотили давнюю мечту царя Петра и королевича Брюса о превращении России в мировую научную державу. Их дело процветает и сейчас — несмотря на распад СССР и разъезд половины ученых россиян по всему свету. Научное сообщество бессмертно: это показал пример Пифагора, Сократа и Платона 25 веков назад.
Часть 3. XIX век. От Лобачевского до Лузина
ОКОЛО 1800 года В РОССИИ ПОЯВИЛИСЬ Наукограды; сначала Питер И Москва, ПОТОМ Казань, Тарту И другие. ИХ центрами становились университеты, выросшие ИЗ технических либо медицинских школ, пополненных иностранными профессорами. Особо везучим профессором стал Мартин Бартельс — питомец гимназии в Брауншвейге И университета в Геттингене. В 15 лет он стал опекуном 9-летнего Карла Гаусса; так теперь студенты опекают школьников в физматшколах. Два года они учили друг друга математике, как братья. Младший уверенно опережал старшего, но их дружба сохранилась на всю жизнь.
Уехав в РОССИЮ после захвата Пруссии Наполеоном (1806), Бартельс попал в диковатую Казань, где университет вырос вокруг духовной семинарии — оплота русского просвещения в стране с давней исламской традицией И древним язычеством под ЭТОЙ корой. Бартельс начал искать одаренных русских юношей — И нашел Николая Лобачевского И Ивана Симонова. Первому Бартельс сообщил, что Гаусс допускает возможность неевклидовых геометрий. Второго Бартельс заразил мечтою побывать там, где сходятся все меридианы Земли. В итоге астроном Симонов доплыл на корабле Беллинсгаузена до ледяных берегов Антарктиды (1821); Симонов измерил их широту И долготу.
Лобачевский всю жизнь изучал неевклидову геометрию в ее гиперболическом варианте — где нет параллельных прямых, но есть не пересекающиеся (на сфере их нет). Эту работу Лобачевского затрудняла нехватка простого наглядного примера. Как нужно изогнуть обычную плоскость, чтобы она около каждой точки имела форму седла — да еще с одинаковой кривизной? Такой пример был построен после смерти Лобачевского И Гаусса. Прежде их конструкции казались ЧИСТО логическими — вроде богословия. ОТТОГО Гаусс помалкивал О неевклидовых геометриях. Лобачевский не захотел молчать; за ЭТО Гаусс его уважал, но многие полузнайки насмехались над казанским профессором.
Став ректором КГУ, геометр Лобачевский старался превратить многих одаренных математиков в профессоров иных наук, еще слабо развитых в РОССИИ. Так Николай Лобачевский превратил Николая Зинина в химика-органика. Тотсинтезировал анилин (1840) — основу искусственных красок.
Кроме текстильной промышленности, они ПОМОГЛИ физиологам составить цветные атласы разных клеток — включая хромосомы. А еще Зинину удалось вырастить великого ученика; Александра Бутлерова, автора структурной модели всех органических молекул из углеродных цепей. Начав работу в Казани, Бутлеров завершил свое образование в германском Гисене. Там Либиг И Велер синтезировали первые органические вещества из простой неорганики. И нечаянно открыли изомерию молекул; их разные свойства при одинаковом составе, обусловленные разным расположением одинакового ансамбля атомов углерода.
В 1860 году на конгрессе химиков в Карлсруэ молодой казанец Бутлеров встретил столь же молодого петербуржца Менделеева. Вместе они уверились в постоянной валентности большинства атомов. Группируя атомы по их весам И валентностям, Менделеев составил (1869) таблицу из 60 известных элементов, где длины периодов растут примерно по закону. Понять это тогда не удалось — но использовать было можно. Так Менделеев предсказал (1871) свойства трех еще не известных элементов; аналогов бора, алюминия И кремния. ЭТИ новые атомы были замечены в последующие 15 лет. Один из них — германий стал в XX веке основой полупроводниковой электроники. Другой — легкоплавкий галлий служит рабочим телом в нейтринном телескопе, который размещен в подземной лаборатории глубокого заложения Баксанской нейтринной обсерватории И предназначен для измерения потока солнечных нейтрино. При ожидаемом потоке 6*1010 нейтрино на квадратный сантиметр в секунду в 50 тоннах расплавленного металлического галлия, находящегося при температуре 31°С (а температура плавления 71Ga — 29.8°С), в течение месяца ОТ реакции захвата нейтрино ядром галлия образуется около 30 атомов германия.
Другому своему ученику — выходцу из Моравии Николаю Брашману Лобачевский посоветовал переехать в Москву (а не в чопорный Питер) И там основать Математическое общество по образцу созданного в 1805 году Общества испытателей природы. При царе Николае I ЭТО было невозможно — но удалось при Александре II (1864), когда москвич Пафнутий Чебышев стал в Питере академиком И советником министерства просвещения РОССИИ.
А еще он подал важный пример всем российским ученым. Став академиком, Чебышев каждый год проводил свой отпуск в Париже, тесно общаясь с другими учеными Европы — как самодеятельный посол науки между Востоком И Западом. Сам он в равной мере увлекался теорией чисел, исчислением вероятностей (закон боль-
ШИХ чисел, постулат Бертрана) И ВОЗМОЖНОСТЯМИ НОВЫХ механизмов И машин: ОН В НИХ играл, как В шахматы.
ОДИН ИЗ учеников Чебышева — Сергей Витте стал мастером прикладной математики И ЛОГИСТИКИ. ЕГО умения ВОПЛОТИЛИСЬ В Транссибирскую железную дорогу (она быстро окупилась) и в Политехнические институты в Питере и Москве: из них выросли Бауманка и Менделеевка, МИИТ и МАИ, ЛОМИ и другие вузы.
Долго и успешно поработав министром финансов, Витте завершил свою карьеру как посол на переговорах С Японией после неудачной Маньчжурской ВОЙНЫ. Ее РОССИЯ проиграла (как И Крымскую войну) из-за слабо развитой транспортной системы. Наконец Витте составил царский манифест О выборной Государственной Думе — И уступил власть Петру Столыпину, тоже технократу И математику ПО образованию.
ВО все века врачи И учителя были наиболее популярны среди ученых мужей. Так стало И В РОССИИ В середине XIX века — когда В стране СЛОЖИЛОСЬ неформальное научное сообщество, духовно (порою И материально) независимое ОТ правителей. Первым героем НОВОЙ общины стал Николай ПИРОГОВ — хирург высшего класса. ВО время Крымской ВОЙНЫ ОН ВОСПРИНЯЛ ее как травматическую эпидемию, С которой боролся всеми научными средствами: антисептикой И анестезией, быстрой хирурги
ей на поле боя. Так ПИРОГОВ И его коллеги спасали больше ПОЛОВИНЫ раненых солдат — меж тем как прежде ЧИСЛО умерших ОТ ран или эпидемий намного превосходило число погибших В боях.
Славу Пирогова продолжили его наследники: невролог Иван Сеченов, физиолог Иван Павлов, микробиолог Илья Мечников, психиатр Александр Бехтерев. ИЗ НИХ Павлов И Мечников получили премию Нобеля В ее первые годы — вровень С микробиологами Кохом И Эрлихом, С физиками Рамзаем И Резерфордом.
Павлов работал В Военно-Медицинской академии: там генеральский чин защищал его ОТ некомпетентного начальства. Мечников такой защиты не имел. ОТТОГО ОН был вытеснен ИЗ РОССИИ полицейскими за единодушие СО студентами — после покушения на царя Александра II. Так получилось, что премию Нобеля Мечников получил как гражданин Франции — наследник Пастера, не дожившего до ЭТИХ премий.
Российские историки и географы (как И английские — на два века раньше) не покидали Отечество даже В его критические годы. Сергей Соловьев И Василий Ключевский не ДОЖИЛИ до великой Смуты 1917 года — ХОТЯ предугадали ее. Соловьев жил В эпоху больших реформ И надежд — при Александре II. ОН составил подробную историю РОССИЙСКОГО государства И общества — ОТ крещения славян до реформ Петра И стабилизации Николая I. Тогда на русский язык были переведены И изданы КНИГИ вольнодумного И ЦИНИЧНОГО историка Макиавелли: О монархиях И О республиках. В СССР ИХ не издавали чуть ли не до начала перестройки.
Василий Ключевский работал сразу после Соловьева — В кратком равновесии Александра III И В чреде кризисов, когда РОССИЮ трясло ОТ быстрого роста ЭКОНОМИКИ среди незавершенных политических реформ. ОН сознавал, что живет В бунташном веке (вроде XVII века) — И внушал студентам максимально трезвое отношение к растерявшимся политикам И к активным самоуверенным полузнайкам — социалистам. НО ЯСНОГО пути к мирному преображению РОССИИ Ключевский не видел — как И правящий технократ СТОЛЫПИН, бессильный остановить общее скольжение европейцев к мировой войне.
Первый взрыв российской революции В 1905 году навел столичных профессоров на здравую мысль. Спасти лучших учеников для науки, послав их В длительные командировки за рубеж — пока российские университеты закрыты из-за политической эпидемии. ВО МНОГИХ примерах ЭТОТ план удался. Так математик сибиряк Николай Лузин попал ИЗ МОСКВЫ В Париж на три года. Здесь ОН (ПО примеру Чебышева) ОСВОИЛ достижения французской школы В геометрии бесконечномерных линейных пространств, составленных ИЗ функций разного уровня гладкости или интегрируемости.
Эта работа продолжала давние успехи Эйлера. СТО лет спустя математическое содружество, вооруженное теорией множеств И групп ЛИ, вышло на рубеж атаки не поодиночке, а большими семинарами — где каждую крупную проблему мастера старались И умели разложить В цепь интересных задач, посильных одаренному студенту. ЭТО мастерство молодой Лузин привез ИЗ Геттингена (ОТ Гильберта) В Москву. Там ОН И его учитель Дмитрий Егоров спасали ОТ бесплодного И опасного опыта революции МНОГИХ молодых математиков.
ОНИ ПОМНИЛИ горькую судьбу Александра Ульянова — замечательно одаренного химика ИЗ славной Казани. ТОТ юноша стремился стать учеником Менделеева — И стал им. НО другими его учителями стали В Питере социалисты-террористы. ОНИ верили, что СТОИТ убрать царя — И народ сразу образует Республику, где граждане равны перед Законом. Заговор был раскрыт, Александр УЛЬЯНОВ погиб, а его брат Владимир заразился ненавистью к людоедской Империи. ОН стал вождем сокрушительной революции — НО сохранил уважение ко всем ветвям естествознания И математики. Эта память помогла быстрому научному возрождению РОССИИ после 1920 года.
Часть 4. Наука в Советской России
Революция 1917 года перевернула весь быт РОССИИ. ВО главе государства встали большевики-безбожники: ТОЛЬКО пролетариев они считали полноценными людьми, прочих пытались перевоспитать на СВОЙ лад. От таких обид И нищеты многие лидеры науки И просвещения эмигрировали. НО обедневшая от войны Европа не готова была их принять. США принимали ПОЧТИ всех — но ничего не обещали, кроме острой конкуренции. В этих условиях многие образованные россияне (особенно студенты) начали сотрудничать С новой властью — если на это были готовы их научные лидеры.
Первыми на СОЮЗ пошли географы и геологи. Еще в военные годы академики Владимир Вернадский и Владимир Обручев, Александр Ферсман и Александр Карпинский создали КОМИССИЮ ПО изучению природных ресурсов (КЕПС). Теперь большевики охотно приняли этот коллектив — и уже в 1919 году Ферсман С друзьями начали изучение Кольской тундры. Они нашли богатое месторождение апатитов — источник фосфорных удобрений, необходимых для земледелия. Там же лежат богатые руды никеля, нужные сталеварам. Сходные руды никеля, меди и платины геолог Николай Урванцев нашел в центре Таймыра. Теперь там работает город Норильск; но его рост был заторможен проблемами климата и транспорта до 1930-Х ГОДОВ.
Сразу вслед за геологами проявили себя математики — рыцари самой дешевой ИЗ точных наук. Семинар Николая Лузина И ДМИТРИЯ Егорова успешно работал на квартирах профессоров — когда университет не отапливали, а фабрики и трамваи стояли без угля. Две ДЮЖИНЫ МОЛОДЫХ математиков (Урысон и Александров, Меньшов и Колмогоров, Лаврентьев и Петровский) делали открытия мирового уровня, решая задачи неистощимого «командора» Лузина.
В мае 1921 года (В юбилей Чебышева) эта команда (Лузитания) совершила десант в Питер, где продолжала работать Академия Наук. Ее перевели в Москву только в 1934 году — когда Сталин ощутил себя новым царем, в ответе за все в России. После успешной Всероссийской математической конференции ее организаторы послали телеграмму Ленину в Кремль. Российские математики работают успешно; они готовы сотрудничать с новой властью! Ленин ценил такие инициативы — особенно на фоне мятежа матросов в Кронштадте и восстаний крестьян против продразверстки.
В итоге Ленин и его команда включили математику и другие точные науки в арсенал новой государственной идеологии. Ведь это ученое сословие не увлечено борьбой за права бывших дворян и попов! Лузин вскоре был избран академиком — наравне С Отто Шмидтом, который из отличного алгебраиста стал хорошим полярным исследователем, а в военные годы — руководителем всей Академии наук. Многие «лузитане» стали профессорами, не достигнув 30 лет, и никто ИЗ партийных идеологов не обвинял их в идеализме. ТОЛЬКО старик Егоров в 1930 году был сослан в Казань за публичные протесты в защиту Церкви. Академик Павлов критиковал ошибки или преступления новой власти гораздо резче и умнее — но он делал это в письмах, которые Сталин читал так же внимательно, как прежде это делал Ленин. Эту роль научного трибуна Иван Павлов передал Петру Капице в 1936 году.
Историкам тогда пришлось много хуже. Их науку не преподавали в советских школах до 1934 года — пока Сталин не начал возрождать в СССР имперскую бюрократию и не реабилитировал некоторых царей и князей. Зато в СССР расцвела экспериментальная ветвь истории — археология. В 1930 году профессор Артемий Арциховский начал раскопки Великого Новгорода, уникального по сохранности деревянных и кожаных изделий в холодной болотной воде. Через 20 лет там были найдены и прочитаны личные письма рядовых граждан и бояр — важное дополнение К летописям той же эпохи.
Крупные открытия «матросов Лузитании» начались после 1921 года — когда они один за другим обособлялись от опеки Лузина. Сначала Павел Урысон создал топологическую теорию размерности любых фигур — даже не метрических, С незамкнутыми точками (они обычны в алгебраической геометрии). Затем Петр НОВИКОВ, следуя примеру Курта Геделя, нашел в теории групп проблемы, не разрешимые алгебраически. Позднее НОВИКОВ решил одну ИЗ проблем Бернсайда О конечных группах. Ее доказательство заняло в журнале 600 страниц. Затем ученики Новикова сократили его до 30 страниц.
Иван Виноградов и Лев Шнирельман успешно применили тригонометрические ряды для решения проблемы Гольдбаха. Александр Гельфонд решил очередную проблему Гильберта: что многие числа вида ав (где а — алгебраическое число, отличное от 0 и 1, а В — иррациональное алгебраическое число) не алгебраичны, как и логарифмы большинства целых чисел.
Андрей Колмогоров сначала решил и поставил много новых проблем в функциональном анализе — то есть в бесконечномерной геометрии. Потом он создал первую систему аксиом теории вероятностей, введя понятие меры в пространство элементарных событий. Наконец Колмогоров ввел в топологию кольцо КОГОМОЛОГИЙ — для любой фигуры, а не только для многообразия, как умел Пуанкаре. Все эти идеи
быстро подхватывали иностранные математики: Стефан Банах в Польше, Норман Стинрод в США, команда Бурбаки во Франции и многие ученики Гильберта: они рассеялись по всей Земле после захвата власти нацистами.
В 1935 году в Москве прошла Международная математическая конференция: таких встреч не будет в грядущие 20 лет. Там молодой Лев Понтрягин (ученик Колмогорова) доложил свое решение еще одной проблемы Гильберта: нет иных топологических групп симметрий, кроме давно известных групп Ли! В ответ молодой немец Хайнц Хопф построил красивое расслоение трехмерной сферы на окружности — над двумерной сферой. Услышав это, Понтрягин понял: вот верный путь к исчислению всех гомотопических групп сфер через геометрию оснащенных многообразий! Довести эту идею до строгих теорем Понтрягин СМОГ через 7 лет — в Казани, во время Сталинградской битвы.
Тем временем неутомимый Колмогоров искал и решал все новые математические задачи в военной практике: то в организации ПВО Москвы осенью 1941 года, то в контроле качества военной продукции, то в новых проблемах авиации. Вскоре ученики Колмогорова (особенно Израиль Гельфанд) нырнули в глубины новой ядерной физики. Гельфанд вынырнул оттуда после смерти Сталина и двух ядерных взрывов: сперва плутониевого (1946), потом дейтериевого (1953). Лев Ландау комментировал это так: Наконец ядерное оружие использовано в целях обороны! Имелась в виду оборона физиков и математиков от полуграмотного начальства во главе с аморальным технократом Берия.
У российских физиков карьеры были столь же драматичны. Петр Капица (один ИЗ лучших учеников Иоффе — который сам учился у Рентгена) потерял почти всю семью в эпидемии гриппа — «испанки» (1920). После этого Иоффе взял Капицу С собой в Англию и там оставил стажером в лаборатории Резерфорда — оказалось, на 13 лет. В этой увлеченной, дружеской и конкурентной среде инженер Капица быстро стал лидером экспериментаторов. Он очень ненадолго создал очень сильное магнитное поле: оно искривило следы альфа-частиц, выявляя их заряд и массу. Это же ядра атомов гелия!
Вскоре Капица переключился на изучение ЖИДКОГО гелия. Он научился получать его литрами — так что заметил в большом объеме сверхтекучесть гелия. Это случилось (1938) уже в Москве, куда Капицу переселили по приказу Сталина. Для объяснения чуда сверхтекучести Капица принял на работу Ландау — недавнего ученика Нильса Бора, угнездившегося в Харькове. Ландау бежал в Москву от неминуемого ареста за вольнодумство. Арест все же произошел — но Капица сумел вызволить Ландау С Лубянки, обещав Сталину, что тот построит первую в мире теорию сверхтекучести. Тот выполнил обещание в 1940 году.
Премию Нобеля заслужили оба героя этой авантюры — но Сталин не одобрял буржуазные премии, и пришлось подождать. Ландау ждал до 1962 года — когда он чуть не погиб в автокатастрофе. Капица ждал свою премию еще 16 лет — и дождался, говоря, что это награда не только за гелий и за Ландау, но также за победу в дуэли С Берия. Не стерпев его хамских указаний (часто неглупых), Капица вышел ИЗ АТОМНОГО проекта (1945), поплатившись креслом директора института и многолетней изоляцией на даче за свое право на мирную физику.
Игорь Тамм — первый российский лауреат Нобеля по физике (1958) за объяснение эффекта Черенкова полетом электронов В воде быстрее света — уцелел ОТ всех репрессий благодаря ОДНОЙ фразе Ленина: «Браво, товарищ Тамм!» Так ИЛЬИЧ оценил выступление меньшевика Тамма В Думе за немедленный мир С Германией после Февральской революции (1917). Все же Тамм (как И Ландау) СМОГ ВЫЙТИ ИЗ АТОМНОГО проекта только после смерти Сталина И Берия.
В управлении наукой Сталин следовал примеру Петра, стараясь его превзойти. Схема проста: каждую науку возглавляет знаменитый профессионал. ОН в ней король. НО все короли ПОДЧИНЯЮТСЯ императору Сталину, который одновременно главный идеолог страны — как Петр был главою русской церкви. Эта схема успешно работала в прикладных науках — будь ТО геология или авиация. В них Сталин поощрял конкуренцию разных лидеров. Например, Туполев И Петляков ведают бомбардировщиками, Лавочкин И МИКОЯН — истребителями, а ракетами ведают Королев И Глушко, Янгель И Челомей. Аналогично, нефтяник Губкин не вмешивался НИ в разведку золотых россыпей, НИ в ПОИСКИ урана или ЛИТИЯ ПО всей стране. В ЭТИХ сферах Сталин мог оценить качество работы ПО ее конечному выходу.
К сожалению, так же Сталин ОТНОСИЛСЯ к биологии: ОН считал ее лишь разведкой для сельского хозяйства. ЧТО вся биология есть надстройка над генетикой, в которой сложно сплелись физика И ХИМИЯ больших молекул — ЭТОГО Сталин не понимал И не хотел знать. Царю важно найти ученого чародея И ПОДЧИНИТЬ его своей воле! Сталин пытался ЭТО сделать с Николаем Вавиловым И с Трофимом Лысенко. Первый из них хорошо знал ХИМИЮ И генетику И понимал, что в них ВОЗМОЖНО не все желаемое. Напротив, агроном Лысенко уверял себя И Сталина, что в прикладной биологии все доступно управлению. Как партия большевиков перевоспитывает население РОССИИ в новый коммунистический народ — так советский ботаник должен уметь превратить любой сорняк в полезное растение за считаные годы.
Такая догма подавила развитие биологической науки в СССР ДО 1964 года. В итоге за весь XX век в РОССИИ не выросло новых лауреатов Нобеля по биологии — после Павлова и Мечникова. С физикой этого не случилось лишь потому, что физики сумели прикрыться ядерным оружием. Запрос на самолеты и ракеты для его доставки в США епае ИЗ лагерной неволи многих конструкторов: от Туполева и Петлякова до Королева и Глушко.
Напротив, российские геологи (и палеонтологи С археологами) успешно работали в горной тайге Сибири и в степях МОНГОЛИИ, раскрывая каменную летопись эпохи гуннов или динозавров. Здесь выросли как ученые и писатели Лев Гумилев и Иван Ефремов — первый руеекий фантает е мировой славой. Она пришла после Сталина — вслед за запуском первого искусственного спутника Земли (1957) и романа «Туманность Андромеды». ЕГО читала вея РОССИЯ — от школьников до академиков и космонавтов.
Побочным продуктом ядерной и космической ГОНКИ в СССР етал послевоенный раецвет школьных кружков и олимпиад. Их первые герои: математик Давид Шклярекий, физик и педагог Яков Перельман, фантает Александр Беляев — погибли на войне (1942). НО их ученики — братья Ягломы сохранили довоенное наследие в еерии задачников и популярных книг, изданных в 1950-е годы. Одновременно в Москве шла гигантская стройка НОВОГО здания МГУ — аналога средневековых соборов.
Последним удачным вкладом Сталина в управление российской наукой етал выбор новых ректоров для МГУ и ЛГУ. Ими стали математики: беспартийный академик Иван Петровский (член Лузитании) в Москве, а в Питере (которому Сталин не доверял) партийный профессор Александров родом ИЗ Рязани. Их эпоха (1951/73) стала золотым веком советской науки — между тиранией Сталина, наивной демагогией Хрущева и благодушным застоем Брежнева.
Часть 5. Когда Эйлеров стало много
После смерти Сталина И Берии российские ЧИНОВНИКИ и ученые очнулись: ведь можно ЖИТЬ без террора, сохраняя плановую экономику и партийную монополию на власть! ЗОЛОТОЙ век науки длился, пока не ускорилось вырождение бюрократии. Тогда всю Россию затрясло (1968—1985) ОТ малограмотного управления экономической стихией, ОТ разорительной гонки вооружений.
В эти годы расцвели многие научные ШКОЛЫ России. На базе старой Лузитании новое поколение ярких математиков росло, встав на плечи Колмогорова, Гельфанда или Келдыша — и их зарубежных коллег, чьи книги и статьи стали легко доступны россиянам. Например, во Франции геометр Рене Том обобщил операции Понтрягина над гладкими многообразиями до общей теории бордизмов. В ней две фигуры эквивалентны, если они служат краями одной пленки. Эта конструкция связала наглядную геометрию многообразий и пучков над ними с алгеброй когомологий, открытой Колмогоровым по примеру Пуанкаре.
Московский математический конгресс (1966) выявил новое созвездие молодых математиков. Вровень с лауреатами Филдса: Атья и Смейлом, Коэном и Гротендиком — встали их российские продолжатели: Сергей Новиков и Владимир Арнольд, Юрий Манин и Яков Синай, позже — Григорий Маргулис и Юрий Матиясевич. Из них один лишь Арнольд получил (подобно Ломоносову и Лузину) стажировку за границей, в Париже, не достигнув 30 лет. Через год он вернулся в Москву и основал (подобно Лузину, Колмогорову и Гельфанду) свой семинар по новой математике. Но за рубеж непокорного Арнольда не выпускали 20 лет — как прежде Ломоносова и Лобачевского.
Другой важный прецедент случился в 1964 году — сразу после свержения буйного Хрущева тихими бюрократами. Давно любимый студентами ректор ЛГУ — «Данилыч» Александров сложил с себя полномочия и надолго уехал в Новосибирский наукоград, основанный Лаврентьевым и Келдышем. Он устал ОТ вненаучной борьбы с бюрократами. В Москве его коллега Иван Петровский держался еще 8 лет — пока не умер ОТ очередного инфаркта, успев основать в МГУ более 200 новых кафедр и лабораторий.
Тогда же (1974) был арестован и выслан за рубеж Солженицын: математик по образованию, писатель по призванию, историк и критик сталинского режима в книге «Архипелаг Гулаг». Он получил премию Нобеля по литературе почти одновременно с физиком Андреем Сахаровым (творцом водородной бомбы) и математиком Канторовичем. ТОТ получил Нобеля по экономике, а Сахаров — премию Мира. Только Канторовичу позволили посетить Стокгольм ради премии. НО его математические модели вошли в российскую реальность лишь с началом перестройки СССР.
В 1969 году американцы гуляли по Луне; британцы и японцы ловили новые кварки и нейтрино, объединяли слабое взаимодействие частиц с электромагнитным. Меж тем российская наука опять замкнулась внутри политических границ — как было при Эйлере или Менделееве. Были замечательные прорывы в фундаментальных исследованиях. НО они утратили обратную связь с экспериментом, или эти опыты ставились далеко за горизонтом СССР. Мировой сети Интернет еще не было. ОТТОГО важнейшие открытия созревали в отдельных научных монастырях. НО в этом привычном режиме российская наука не чахла, а процветала.
Стоит проследить путь к самому громкому открытию российских математиков в конце XX века: доказательству гипотезы Пуанкаре О трехмерной сфере, через век после ее объявления. Около 1960 года молодой американец Стефан Смейл (друг Джона Милнора) доказал ее многомерное обобщение: при Н больше 4 всякая гомотопическая сфера склеивается из двух шаров по их общей границе. Малые размерности не подчинились Смейлу — но премию Филдса он получил в Москве (1966).
В ТОТ же год в Питере родился Гриша Перельман. Его мать ушла из творческой науки в ее преподавание — но сына она воспитывала разумно и лет в 10 привела его на математический кружок Сергея Рукшина. Там тихий малыш (как тихий Карл Гаусс — двумя веками раньше) начал решать красивые задачи: сперва простые, ПОТОМ более трудные. Незаметно Гриша учился редкому умению: влюбиться с первого взгляда в каждую новую задачу, замечая в ней все новые скрытые достоинства. После двух лет кружка Перельман поступил в знаменитую Анненшуле 239 — теперь это математический лицей. Там разные учителя увлекали Григория разными науками и искусствами: ОТ физики до волейбола.
В 1982 ГОДУ Перельман окончил школу. НО гораздо раньше его учителя знали, что прямой путь В ЛГУ через экзамены для Гриши закрыт бюрократами. Зато открыт ИНОЙ путь: через олимпиады — городские, всероссийские, международные. На каждой ИЗ НИХ нужно занять одно ИЗ первых мест. Гриша С его ярким талантом И ТИХОЙ работоспособностью уверенно прошел ЭТОТ путь. В 16 лет он стал подающим надежды студентом ЛГУ. В ТОТ же год В Питер вернулся ИЗ Новосибирска бывший ректор ЛГУ — теперь академик «Данилыч» Александров. Он давно не хотел быть начальником — но жаждал передать свои обильные знания И уйму не решенных задач одаренным юношам. Данилыч начал читать спецкурс И вести семинар для «юных динозавров» — так шутили студенты.
Григорий Перельман, подумав, принял эту шутку всерьез. Ведь В ЭТОЙ ветви геометрии нет острой конкуренции многих буйных умников! Можно ТИХО взбираться со ступени на ступень, превращаясь В аспиранта — кандидата — доктора. Аспирантом Перельман стал В 1987 году: тогда партийная бюрократия тряслась под натиском свежих сил РОССИИ. Первую диссертацию он защитил через три года — когда железный занавес проржавел И В нем появились дыры. Через одну ИЗ НИХ К Данилычу И его ученику пришел вызов ИЗ Парижа — от замечательного российского тополога Михаила Громова. Он дорос В Питере до доктора. Но потом его погнали профессором в Сыктывкар — а он не послушался и сумел уехать в Париж через США.
Теперь парижский академик Громов пригласил молодого однокашника стажером в США — чтобы там о нем узнал весь ученый мир. Так и вышло: за три заграничных года кандидат Перельман освоил все то, что доктор Арнольд освоил в Париже за год, а студент Ломоносов в Марбурге за пять лет. Теперь Григорий присмотрелся к разным новинкам на фронте геометрии. Вот — удалось американцам красиво разобраться с 4-мерной гипотезой Пуанкаре, применив нежданную технику из квантовой физики: инстантоны Дональдсона.
Одновременно Вильям Терстон вник в тайны трехмерных многообразий настолько, что выделил 8 возможных типов их строения. Каждый из них бесконечно сложен для невооруженного глаза. Нельзя ли упростить эти картинки, введя в каждое трехмерное многообразие особую физику — как мечтали Лобачевский и Эйнштейн? Дональдсону и Фридману это удалось в размерности 4: в итоге они узнали все, что хотели, о 4-мерных многообразиях. Не поможет ли в размерности 3 привычная термодинамика упростить каждую картинку Терстона до того, что можно охватить глазом и мозгом?
Таков был дерзкий замысел молодого американца Роберта Гамильтона. Но он провел отрочество не в такой изощренной среде, как Григорий Перельман — и оттого остановился на полпути. Возмужавший Григорий в свои 30 лет решил одолеть гипотезу Пуанкаре многолетней тщательной осадой. Так недавно британец Эндрю Уайлз одолел гипотезу Танияма — а вместе с нею великую Теорему Ферма. Но делать это нужно дома — в Питере: там стены помогают и друзья есть.
Вернувшись в Петербург, Перельман тихо трудился в институте РАН семь лет, ни с кем не откровенничая до полной победы. Она пришла в 2003 году — когда старик Данилыч уже умер, но старики Гельфанд И Арнольд знали обо всем. Выложив В сеть Интернет схему своего доказательства на сотне страниц, Перельман ТИХО ждал общего признания И почтения коллег. Но не дождался — И умолк, как прежде умолк мудрый скептик Гаусс. Оба они, как И Ньютон, не успели развить В себе педагогический талант, который многим скрашивает скучную старость. Ведь от природы гений умеет обучать только гениев, подобных себе — а такие редки среди студентов И даже среди олимпиадиков.
Таково живется математикам. Заглянем В ЛИНГВИСТИКУ — сестру арифметики, как ее называл Лейбниц. Она успешно развивалась В РОССИИ еще В XVIII веке — когда ученые путешественники поневоле сравнивали языки встречных инородцев (ненцев ИЛИ эвенков, якутов ИЛИ маньчжуров, чукчей ИЛИ юкагиров) со своим родным языком — будь он русский ИЛИ финский, татарский ИЛИ монгольский. В 1913 году финно-сканди- нав Педерсен заявил о древнем родстве всех финно-угров со всеми индоевропейцами. Коллеги не поверили ему — так же, как тогда геологи не поверили Вегенеру: будто Европа И Африка когда-то были едины с двумя Америками. Но постепенно оба неверия затихли.
Лингвисты нашли много общих корней В словах, имевших хождение задолго до образования Руси: конь И лошадь, лыжи И буран, якорь И варежка. В 1966 году русский серб ИЛЛИЧ- СВИТЫЧ составил сравнительный словарь шести великих ЯЗЫКОВЫХ семей: индоевропейской И уральской, алтайской И картвельской, афразийской И дравидской. Ее имя ВОСХОДИТ К дереву И деревне — хотя сейчас дравиды населяют самый юг ИНДИИ. Так же И грузины (картвелы) хранят свое имя горы — мта со времен ИХ соседства с латинами: у них гора — монте.
ИЛЛИЧ-СВИТЫЧ попал В автокатастрофу почти одновременно с Львом Ландау. Но ИХ общий преемник Сергей Старостин тогда уже ХОДИЛ В математический кружок. Другой преемник — Андрей Зализняк был уже аспирант, ПОХОЖИЙ на Василия Адодурова (напарника Эйлера, выучившего немца русскому языку). Зализняк придумывал лингвистические задачи, проводил олимпиады В МГУ и допрашивал своего учителя Успенского (ученика Колмогорова): можно ли корректно определить понятие Падеж? Каково может быть Исчисление Падежей и иных понятий В любых грамматиках? ЭТОТ вопрос заинтересовал вечно молодого Колмогорова — и СОЮЗ математики С лингвистикой окреп В РОССИИ двумя эшелонами.
Зализняк и Успенский строили прочный тыл исчисления языков, пока разведчики — Старостин и Милитарев, Дыбо и Пейрос искали связи между другими семьями языков. Например, Кавказ и Тибет: общались ли В древности предки их народов? Старостин начал С классификации языков всех древних кавказцев: от абхазов и адыгов до вайнахов и аварцев — по их лексике. Потом он заметил родство их грамматик (сейчас очень сложных) С более простой грамматикой Древнего Китая, сохраненной В системе иероглифов. Что могло сохраниться от древнего языкового моста между Кавказом и Тибетом? Какие языки Сибири хранят эту связь?
Старостин нашел такой язык у ке- тов, живущих В тайге вдоль Енисея — между хантами на севере и тувинцами на юге. Их изучал финн Кастрен еще В XIX веке. Сходное родство можно найти у многих палеоазиатов: у эвенков и юкагиров, у чукчей и коряков, у алеутов И ИННУИТОВ. тут ВИДНЫ следы другого моста, еще более древнего: через Берингов пролив — В Америку! Археологи говорят, ЧТО переселение туда азиатов началось 15 ТЫСЯЧ лет назад — по южному краю ледника, соединявшего Азию с Америкой.
Такое заявление вызвало большой интерес у американских физиков во главе с Гелл-Манном — учеником Ферми, другом Фейнмана и лауреатом Нобеля за кварковую модель всех адронов. Он захотел поискать аналоги кварков и глюонов в лексике и грамматике всех известных нам языков. Ведь почти все они сейчас кодифицированы и доступны через Интернет всем искателям порядка в природе!
Так дуэт команд Старостина и Геллманна начал наводить порядок среди живущих ныне 7000 ЯЗЫКОВ Земли. Учитывая их ветвления и вымирания в недавнем или далеком прошлом. И твердо веря в существование их единого общего предка. ЭТО занятие называют языковой археологией. С ее помощью мы пробуем нырнуть ТО в мир индоевропейцев (5 или 6 тыс. лет назад), ТО в афразийский мир: он набухал и ветвился около 10 тыс. лет назад, на заре неолитической революции.
А еще раньше были простые миры кочевников — охотников и собирателей всего съедобного. Часть их заселила Австралию и Новую Гвинею более 40 тысяч лет назад. Другие поныне населяют пустыни Южной Африки. И туда добрались российские лингвисты от Миклухо-Маклая до Алексея Леонтьева, сочинившего книжку «Путешествие по карте языков мира». Они нашли древние языки с очень непривычными нам грамматиками — но простых грамматик не нашли. Вероятно, их вытеснили более сложные потомки.
Кстати: переселения народов идут в темпе веков либо тысячелетий по древним материкам. Которые скользят по магме в своем темпе — около 1 см в год, и это длится сотни миллионов лет. Например, Атлантика разверзлась около 200 млн. лет назад, а горы Урала вздыбились 400 млн. лет назад: при столкновении одного западного материка с другим — восточным.
Теперь палеонтолог спрашивает геофизика: какая энергия движет хоровод или ледоход материковых плит? За счет чего работает внутриземная печка? То ли это урановый реактор в ядре Земли — то ли ее долгий нагрев обеспечен медленным «падением» — погружением всех тяжелых элементов к ядру планеты?
Геофизик Олег Сорохтин изучил второй вариант по частично знакомой нам летописи движения материковых плит. В ней чередовались (с периодом около 1 млрд. лет) две разные схемы. Либо созвездие материков и океанов, какое мы видим сейчас. Либо одна Пангея и один Океан: так было 400 млн. лет назад, когда многоклеточная жизнь еще не вышла из воды на сушу и только начала изменять химию атмосферы, смягчать древний климат Земли.
Чередование двух разных устойчивых режимов конвекции в толстом слое вязкой жидкости, подогреваемой снизу... Да это же ячейки Бенара на сковороде с маслом, или реакция Белоусова-Жаботинского! Она привела в восторг президента Академии — Мстислава Келдыша в 1965 году, когда ему показали ритмичное чередование разных окрасок в химическом реакторе. Математик сразу увидел в этом примере игру странных аттракторов. Пуанкаре давно почуял ее в уравнениях космической механики — когда их решения теряют устойчивость, но еще не воцаряется Хаос.
Однако у великого француза не было в руках быстрого компьютера для моделирования таких чудес. Зато Келдыш привык к такой технике — И отругал советских химиков за то, что они не спешат хвастаться важнейшим открытием на весь ученый мир. Ведь упустят приоритет России, молчуны И домоседы окаянные!
Видимо, похожими словами королевские академики Рэн И Валлис побуждали Ньютона написать трактат о математических принципах космической физики в 1685 году — за 280 лет до Келдыша И его подшефных термохимиков. Вероятно, сэр Исаак с интересом И пользой для себя послушал бы речь сэра Мстислава, окажись рядом русско-английский толмач!
В России таким толмачом мог стать (И, вероятно, стал) Сергей Вавилов — предшественник Келдыша на посту президента Академии. Они не раз беседовали в послевоенные годы: завтрашний Теоретик Космонавтики И вчерашний вдохновитель Тамма И Ландау, Черенкова И Белоусова. До войны физик Сергей не смог спасти своего высоко взлетевшего И низко упавшего брата (биолога Николая) от атаки ревнивого невежды Лысенко. Но теперь, возглавив Академию, Вавилов вместе с Курчатовым спас российскую физику от погрома дикарей в одеждах марксистов.
Это он пробил в печать маленькую, но очень важную книжку великого физика Шредингера: «Что есть Жизнь — на взгляд физика?» Ее русский перевод вышел через 3 года после английского оригинала — накануне разгрома российских генетиков, от которого уцелели (1948) геологи И палеонтологи. Самые дальновидные И везучие из них — Иван Шмальгаузен, Владимир Меннер, Сергей Мейен — видели И понимали, что над большим складом генов растет огромный ансамбль белков — протеом, заполняющий живую клетку. В ней химическая игра белков формирует разные орга- неллы — будь то энергостанции (митохондрии), или фабрики белков — рибосомы, или блоки памяти — хромосомы, предки которых, вероятно, были когда-то независимыми организмами И включились в клетку путем симбиоза не более 1 млрд. лет назад.
Разные клетки, размножаясь, порождают ткани И органы живого тела — особи, конкурирующей с коллегами за энергию, приходящую от Солнца. Под давлением конкуренции особей их клетки как-то редактируют свои геномы — творя потомство, заметно отличное от предков. Так идет самоуправляемая эволюция жизни на Земле. Она похожа на перестройку мегаполиса силами разных обитателей его зданий — небоскребов. В которых каждый нижний этаж перестраивает верхний по своему плану — а тот побуждает нижнего соседа к новой активности, изменяя их общую внешнюю среду. Как можно формализовать эту схему до математической модели?
Математик говорит: Нужно встать на плечи американца Морса! В 1930-е годы, стоя на плечах Эйлера И Пуанкаре, он разложил пространство петель любой связной фигуры Ф на клетки (ДИСКИ) разных размерностей. Это позволило Морсу рассчитать группы гомотопий И гомологий пространства петель Л (Ф). Которое тоже есть фигура — так что можно построить ряд фигур: Ф, Л (Ф), Л (Л (Ф)) И так далее. Убывает или возрастает их сложность? НИ то, ни другое! Удалой тополог Рауль Ботт заметил, что для хороших групп Ли ряд фигур Л (Ф) ПЕРИОДИЧЕН! ЭТОТ факт очень полезен для ТОПОЛОГОВ. ОН позволяет геометрически распетлить и алгебраически рассчитать строение любой группы преобразований. Будь это даже бесконечномерный ансамбль диффеоморфизмов сферы: его ГОМОТО- пии видны через экзотические сферы Милнора. Или ансамбль всех вариаций фенотипа организма с данным геномом. Или ансамбль экологических связей между фенотипами организмов, образующих биоценоз. ХОТЯ бы флору нынешней Австралии — или древней Гондваны, ОТ которой Австралия откололась 200 млн. лет назад. Ведь каждый биоценоз подобен небоскребу, чьи этажи связаны цепями питания. Ограничена ли высота таких небоскребов?
Математик отвечает: число этажей ограничено и невелико. Ведь Рауль БОТТ измерил длины периодов цепи Л (Ф) для главных групп Ли: они равны 2, 4 или 8. ЭТО полезно для ТОПОЛОГОВ — и для биологов тоже. Ибо периодичность Ботта налаживает обратную связь между подвалом коммунального дома (состоящим из Генов) и его чердаком либо крышей, где разные Виды и высшие таксоны играют организмами в параллельную эволюцию таксонов и ценозов.
Наш старый мудрец Лев Берг заметил первые правила этой игры еще в 1918 году. Споря с Дарвином, он назвал свою книгу «Номогенез»: развитие по закону, а не по случаю — как в шахматах. НО не все правила живой игры известны ее наблюдателю. Выявлять новые правила Игры Растений научился Сергей Мейен — научный внук Берга, воспитанник суровой дамы Марии Нейбург.
Защитив докторскую диссертацию по флоре древней Ангариды, (теперь там угольный Кузбасс), Мейен написал два научно-популярных задачника по ботанике и флористике: «Следы Трав Индейских» и «Из истории растительных династий».
Обе книги стали бестселлерами — наравне с «Двойной Спиралью» Уотсона, где описана двухлетняя гонка (1951—1953) ученых британцев за портретом и структурой ДНК. Удалые игроки получили за нее 5 медалей Нобеля: щедрый приз! Правда, Уотсон не получил еще одного Нобеля — по литературе, за свой отчет о победной игре с великой молекулой. Так же случилось с Мейеном: не успели его избрать в Академию, как вмешалась онкология.
Но для науки это не очень важно. Остались книги — задачники, а решения на них нарастут сами собою в горячей среде из ученых пассионариев. Так 20 проблем Гильберта осветили и настроили сообщество математиков на весь XX век. Авось, в новом XXI веке удачливый клан био- информатиков и биоинженеров решит многие проблемы, оставленные Бергом и Мейеном. Или выделит из их ансамбля неразрешимые (вроде континуум-гипотезы) и заменит их корректными формулировками новых проблем. Так много раз бывало в математике, физике, биологии.
Важное место в задачном наследии Мейена заняло исчисление пассионарности — то есть расчет индексов экстремальных, но не минимальных траекторий живых систем. Для людей эта задача корректна: ее во многих примерах решали Леонард Эйлер и Теодор Момсен, Арнольд Тойнби и Лев Гумилев, Даниил Данин и Джеймс Уотсон. Не то для многих объектов, которые мы считаем неодушевленными. Таковы человеческие цивилизации и создающие их народы. Таковы же биологические виды, роды и семейства — и те биоценозы, в которых они рождаются либо вымирают. Биологи Кювье и Ламарк, историки Гоббс и Тойнби многократно наблюдали такие перестройки и пытались их исчислить — не используя принцип экстремального действия, поэтому с небольшими успехами. Как это ремесло развернется в век квантовых компьютеров, управляемых учеными пассионариями? Поживем — увидим. Или по-французски: Кто доживет, тот увидит.