Две тысячи пять с плюсом За что через 40 лет дадут Нобелевскую премию

Принято думать, что итоги "научного года" подводятся в октябре - на той неделе, когда шведская королевская академия объявляет имена новых нобелевских лауреатов. Однако это не совсем так: любого рода премии и награды вручаются за "проверенные временем" результаты - то есть те, которым на самом деле десять-пятнадцать, а иногда и сорок лет. Вызвано это тем, что значимость открытия сложно оценить сразу - и поэтому попытки разделить недавние результаты на "важные и неважные" в конце года так сильно расходятся. И неизбежно становятся прогнозом на будущее, а футурология - увлекательный, но неблагодарный жанр.

Кометы и корабли

Из упомянутого правила есть исключения. Так, например, большинство космических миссий привлекает внимание сразу: критерии успеха и неуспеха определены задолго до того, как аппарат опустится на небесное тело. Путешествия трех зондов к трем экзотическим объектам - комете Темпеля-1, спутнику Сатурна Титану и астероиду Итокава - были, без сомнения, главными.

15 января зонд Европейского космического агентства Huygens приземлился на Титан. Вместе со своим "контейнером", аппаратом Cassini, он провел в полете семь лет. Ученые собирались найти с их помощью "раннюю Землю" на периферии Солнечной системы: предполагалось, что на Титане есть атмосфера, водоемы и, возможно, простейшие формы жизни. Все это, разумеется, должно было существовать при температуре, близкой к точке кипения азота, поэтому аналогия с Землей была крайне условной - жидкой воды на Титане все-таки нет. Впрочем, вскоре астрономы убедились, что метановые моря, реки и озера там тоже, скорее всего, отсутствуют. Huygens сел на участок, покрытый вязким пастообразным грунтом, сделал первую цветную фотографию и записал "звуки Титана", проработал несколько часов и выключился, как и было задумано разработчиками. Анализом того, что зонд "увидел" и "услышал" в атмосфере и на поверхности, занимаются до сих пор.

Экспедиция Deep Impact была совсем не похожа на миссию Huygens-Cassini. 4 июля, в американский День Независимости, в комету врезался 370-килограммовый медный снаряд с электроникой на борту. Астрономы расстреляли небесное тело, руководствуясь своего рода археологическими побуждениями: кометное вещество - самый доступный минерал того времени, когда планеты "вылепливались" из газово-пылевого облака. Образцы возрастом 4,5 миллиарда лет доставлять в земные лаборатории не готовы, зато извлечь их из-под поверхности и рассеять в космосе, чтобы затем разглядывать облако с Земли, ученым удалось вполне. Это не помешало критикам рассуждать о том, что "научное" и "публичное" в миссии стоимостью треть миллиарда долларов смешаны в слишком неравной пропорции. Космический взрыв, приуроченный к национальному празднику, обозреватели небезосновательно назвали самым дорогим фейерверком в истории.

В астероид Итокава стрелять не намеревался никто. Наоборот, японские ученые, отправившие к нему корабль Hayabusa, хотели со всяческими предосторожностями уронить туда "прыгающего робота", чтобы он обходил почти лишенное притяжения тело с фотокамерами на борту. Однако из-за слишком медленной связи с объектом, удаленным на 300 миллионов километров, координаторы пропустили момент максимального сближения и промахнулись. Если с потерянным роботом было все ясно, то с самим зондом дела обстояли сложнее. Ученые до сих пор не уверены в том, что он сумел приземлиться и собрать пробу вещества. Разрешить недоразумение должна капсула с образцами (или без них), которая вернется на Землю в 2010 году с трехлетным опозданием. В качестве "ответной любезности" на астероиде остался радиомаяк с выгравированными именами 880 тысяч землян.

При очевидной интересности всех этих проектов, они были далеко не самыми дорогостоящими, а в космических агентствах к ним относились как к вещам факультативным. Основные усилия уже несколько лет подряд сосредоточены на пилотируемой космонавтике, но катастрофа шаттла Columbia трехлетней давности неожиданно сделала перспективы этой области неопределенными. Все это время было неясно, состоится ли вообще новый запуск американского челнока, на переоборудование которого потратили астрономические суммы. Discovery всё таки полетел к МКС - 26 июля, в 18:39 по московскому времени. Через несколько минут выяснилось, что предосторожности не сработали: от топливного бака Discovery при взлете откололись куски той самой теплоизоляции, которая стала причиной предыдущей аварии. В NASA решили организовать первый сеанс "техобслуживания в космосе", и он, разумеется, удался. При возвращении ни один из космонавтов не пострадал - в отличие от репутации космического ведомства. Там к оставшимся уязвимостям корабля отнеслись всерьез - были уволены несколько высокопоставленных чиновников, а глава агентства Майкл Гриффин даже назвал шаттлы (и Международную космическую станцию) "ошибкой NASA".

Вместо МКС, обращающейся в нескольких сотнях километров от Земли, в NASA обратились к более далеким целям - а именно, Луне и, в перспективе, Марсу. Эксперты американского космического агентства заявили, что первая пилотируемая экспедиция (после Apollo) полетит туда в 2018 году. Вслед за NASA на эту тему высказались в Китае: первые тайконавты окажутся на Луне раньше. Роскосмос обнародовал свои планы: послать на Луну космического туриста и добывать там гелий-3 для термоядерных реакторов. Впрочем, США пока остаются единственной страной, где к экспедиции начали готовиться всерьез. Космическое ведомство в 2005 году устроило сразу несколько конкурсов среди потенциальных изготовителей лунной техники, а также обсудило разработку корабля Crew Exploration Vehicle с крупнейшими авиакорпорациям.

Молекулы и волны

Еще до начала 2005 года его объявили "годом физики" - в частности, из-за того, что ровно сто лет назад Эйнштейн сформулировал специальную теорию относительности и обнаружил фотоэффект. Принято считать, что "новая физика" началась именно с этого. Сказать, какие результаты назовут "переломными" через сто лет, несколько труднее. Изобретенные в этом году кремниевый лазер, провода из ДНК, наномоторы и даже замедленный свет, скорее всего, ждет совсем вненаучная судьба - они станут основой разных высокотехнологичных устройств, которые, само собой, будут намного популярнее "чистых идей".

О разработке кремниевого лазера сообщила корпорация Intel в феврале. "Рабочее тело", то есть кристалл излучателя, можно изготавливать на обычном "процессорном" оборудовании и встраивать в компьютерные чипы. Известно, что подобные устройства могут вскоре сделать ненужными медные провода, связывающие устройства внутри компьютера - соединения станут оптическими, а скорость передачи - предельно высокой. Впрочем, сообщество физиков заинтересовало не столько это, сколько синтез кремния с "нанодырами". С помощью похожей методики специалисты IBM изготовили фотонный кристалл, где "застревает" свет - его скорость уменьшается в 300 раз. Кроме того, свет сумели "разогнать" до сверхсветовых скоростей, что, на первый взгляд, невозможно и противоречит эйнштейновской теории - однако физики поясняли, что речь идет всего-навсего о групповой скорости волновых пакетов. Точно так же - за счет особенностей дисперсии в веществе - удалось добиться "сверхсветового звука".

Главные объекты научного любопытства успели за сто лет вырасти - от размеров атомного ядра до размеров макромолекулы. Так получилось, что в области наномасштабов сосредоточилось большинство непохожих друг на друга исследований. Наноавтомобиль, созданный в октябре, способен поместиться в одной дыре задерживающего свет кристалла и умеет самостоятельно "ездить" по поверхности металлического золота. Ученые предполагают, что такие устройства (их принято называть наномоторами) смогут без управления извне перевозить "строительные блоки" компьютерных чипов и перемещать лекарства по сосудам. Эта тема успела увлечь даже биологов, которые научились использовать одноклеточных в качестве транспортного средства.

Но главной точкой соприкосновения биологов с физиками считают ДНК. Главную биомолекулу, известную как основной носитель генетической информации, заставляли проводить ток и заниматься вычислениями, а также складываться в пирамиды и работать микроконтейнером.

Гены и слоны

"Беспримесные" биологи не отставали от сторонников "пограничных наук". В 2005 году они расшифровали геномы шимпанзе, собаки и риса, нашли неизвестных прежней науке млекопитающих, изучили пути миграции людей и слонов и приблизились к воскрешению мамонтов. Кроме того, вместе с другими сторонниками научного мировоззрения они сумели защитить Дарвина от критики в школьных учебниках, где наравне с теорией эволюции собирались излагать библейскую версию сотворения человека.

Расшифровка новых геномов не стала чем-то сверхъестественным: "листинг" человеческой ДНК получили в 2000 году, два года спустя той же процедуре подвергли мышь. Для многочисленных бактерий это проделали еще раньше. Однако генетики утверждают, что превратить декодирование в рутинный анализ удалось только в этом году. Непосредственный продукт исследования - последовательность нескольких миллиардов "букв" кода, то есть нуклеиновых оснований, присутствующих в хромосомах. Теоретически оттуда можно узнать о предрасположенности к болезням животного или урожайности растения. Практически - наборы оснований трудно сопоставить отдельным свойствам. Генетики особенно ценят "связанные признаки" - то есть, например, те случаи, когда неявная предрасположенность проявляется одновременно с каким-либо видимым свойством. Как раз поэтому такой резонанс вызвала расшифровка собачьего генома - различным породам присущи, например, разные болезни. Распоряжаться этим знанием будут не столько ветеринары, сколько обычные врачи: известно, что у человека и других млекопитающих больше 90 процентов генов - общие.

Помимо хромосомной ДНК, отвечающей за наследственность, генетики активно изучали ДНК митохондрий. Считается, что она передается из поколения в поколение неизменной, а все неточности, сопутствующие этой эстафете, случаются благодаря мутациям. По их количеству можно судить о том, насколько давно один вид отделился от другого или когда доисторические племена покинули континент. Последним фактом заинтересовались в компьютерной компании IBM - причем заинтересовались настолько, что вместе с National Geographic решили восстановить "пути человечества" в подробностях. Генетический материал 100 тысяч добровольцев пока собирают и анализируют, а об окончательных результатах сообщат только через четыре года. Участником похожего эксперимента оказался умерший десятки тысяч лет назад мамонт, чью митохондриальную ДНК сшили из сохранившихся в вечной мерзлоте фрагментов - и заодно выяснили, какие из живущих слонов ближе к предкам.

Занимаясь слонами, биологи рисковали пропустить любопытное событие, которое могло бы поставить под сомнение потребность общества в их услугах - по крайней мере, в глазах будущих американцев. Весь год комиссия по образованию штата Канзас готовилась внести в школьную программу креационистские рассуждения о сотворении - в качестве альтернативы излагаемой рядом теории Дарвина. Протесты ученых (в том числе - 38 нобелевских лауреатов) не повлияли на воззрения чиновников, и программу утвердили в октябре. Участники конфликта апеллировали при этом к суду над учителем-дарвинистом, случившемуся 80 лет назад - тогда за обвинительным приговором последовало скорое, но условное, примирение. В этот раз суд сделал ученым новогодний (или рождественский) подарок: в Пенсильвании изменения в школьной программе признали неконституционными. Каждое из решений формально затрагивает только один штат, но может стать прецедентом для остальных.

Судьба американского дарвинизма, будущее лунных баз и сроки появления первых ДНК-компьтеров остаются одинаково неясными. Не исключено, что со всем этим придется разбираться владельцам биочипов и кураторам оживленных мамонтов неизвестное количество лет спустя. Но, надо думать, поводы внести в научные хроники 2005 год найдутся и у них.

Борислав Козловский