HiJ_08_2020

Page 1



Мозг хранит всю информацию, мимо которой он прошел, унюхал, попробовал, все там лежит. Поэтому нельзя читать глупые книги, общаться с придурками, слушать плохую музыку, есть некачественную еду, смотреть бездарные фильмы.

Химия и жизнь

8

Ежемесячный научно-популярный журнал

/2020

Зарегистрирован в Комитете РФ по печати 19 ноября 2003 года, рег. ЭЛ № 77-8479

ISSN 1727-5903 НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н. Стрельникова Заместитель главного редактора Е.В. Клещенко Художники: А.В. Астрин, А. Кук Редакторы и обозреватели Л.А. Ашкинази, В.В. Благутина, Ю.И. Зварич, С.М. Комаров, В.В. Лебедев, Н.Л. Резник, О.В. Рындина Ответственый за соцсети Д.А. Васильев Подписано в печать 18.09.2020 Типография «Офсет Принт М.» 123001, Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1 Адрес редакции 119991, Москва, Ленинский просп., 29, стр. 8 Адрес для переписки 119071, Москва, а/я 57 Телефон для справок: 8 (495) 722-09-46 e-mail: redaktor@hij.ru http://www.hij.ru

Т. Черниговская

Содержание Хемофилия ФИЗИКА ВОЗМОЖНОГО И НЕВОЗМОЖНОГО. Л.Н. Стрельникова.........2

Проблемы и методы науки В ТЕМНОТЕ. Н. Резник ........................................................................ 22

Панацейка БАРХАТЦЫ  КОРОЛЬ ОРАНЖЕВОЕ ЛЕТО. Н. Ручкина......................... 30

Соцсети: https://www.facebook.com/khimiyaizhizn https://vk.com/khimiya_i_zhizn https://ok.ru/group/53459104891087 https://twitter.com/hij_redaktor https://www.instagram.com/khimiya_i_zhizn/

Фантастический год

При перепечатке материалов ссылка на «Химию и жизнь» обязательна

ЧЕЛОВЕК НА ОСТРОВЕ КАПУСТНЫХ ДЕРЕВЬЕВ. Н.В. Вехов ............... 39

На журнал можно подписаться в агентствах «Роспечать» — каталог «Роспечать», индексы 72231 и 72232 «Арзи» — Объединенный каталог «Пресса России», индексы — 88763 и 88764 (рассылка — «Арзи», тел. (495) 443-61-60) Каталог «Почта России», индексы П2021 и П2017. «Информсистема» — (495) 127-91-47 «Урал-Пресс» — (495) 789-86-36

Проблемы и методы науки

© АНО Центр «НаукаПресс»

Фантастический год

Генеральный спонсор журнала Компания «БИОАМИД»

ПРАВА РАСТЕНИЙ. С. Батлер .............................................................. 34

Земля и ее обитатели

ВОСЕМЬ ЗАПРЕЩЕННЫХ ЗНАКОВ. Е. Клещенко................................. 48

Размышления ПЕРЕСЕЛЕНЦЫ  3. Ю.С. Хохлачев...................................................... 52 РОБОТЫ АЗИМОВА. А.В. Речкин ......................................................... 60

Фантастика ШТРИХОВКА. В. Прягин ...................................................................... 64

Нанофантастика АБРИКОСЫ. С. Кусков ......................................................................... 72 НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ —

рисунок Александра Кука

Результаты: физика

19

НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ – работа Shonagh Rae. Представление о переселении душ в наше время трансформировалось в идею переселения сознания и личности. Об этом читайте в статье «Переселенцы – 3»

Результаты: биохимия

27

Книги

33, 69

Короткие заметки

70

Пишут, что…

70


2


ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Хемофилия

Физика возможного и невозможного Александр Анатольевич Лутовинов, любитель экстремального состояния материи и экстремального отдыха, всю жизнь работающий в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН), не только блестящий астрофизик, но и хороший популяризатор любимой науки, умеющий просто рассказать о сложных космических материях. Активный, неравнодушный, прямой и несгибаемый, он работает заместителем директора ИКИ по науке и возглавляет Координационный совет профессоров РАН при Президиуме Российской академии наук. Но любимая астрофизика попрежнему остается на первом месте его интересов. Как выглядит сегодня наша коcмическая наука на фоне мировой? Когда состоится полет на Марс? Могут ли нейтронные звезды приносить пользу человечеству? Откуда взялись мусорные журналы? Об этом, а также об отношении физика к химии и химикам и многом другом с гостем рубрики беседует главный редактор журнала Любовь Николаевна Стрельникова.

Вы активно участвовали в праздновании Международного года Периодической таблицы химических элементов – и в России, и во Франции, выступали с публичными лекциями на самых разных мероприятиях. Как вы, астрофизик, оказались вовлеченным в это дело? Поскольку идея отметить всем миром 150-летие Периодической таблицы была российская, то для подготовки этого вопроса наша Академия наук сформировала оргкомитет, в который, наряду с другими академиками, вошел Лев Матвеевич Зеленый, тогда директор нашего института и одновременно вице-президент РАН, отвечавший за международную деятельность. Нужно было убедить делегатов Генеральной ассамблеи Организации Объединенных Наций, что Международный год Периодической таблицы – это отличная идея. Оргкомитет решил сделать специальный буклет на эту тему, чтобы аргументы были в руках. И вот в какой-то момент Льву Матвеевичу пришло письмо от другого вице-президента РАН академика С.М. Алдошина с просьбой подготовить в буклет небольшой популярный текст об элементах в космосе. Почему-то это письмо передали мне со словами «надо что-то написать». Я попытался отказаться, говорил, что у нас есть ребята, которые занимаются метаном на Марсе, элементами на других планетах. Но мне сказали – нет, нет, надо написать что-то обо всех «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

3


Обсуждение научных задач коллайдера NICA и их пересечения с астрофизикой. Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ). Справа - научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова ОИЯИ, академик Ю.Ц. Оганесян (Дубна, сентябрь 2020 г.)

элементах во Вселенной. Пришлось делать. Самое смешное, что Юлия Горбунова, моя замечательная коллега по сообществу профессоров РАН, которая была ученым секретарем этого оргкомитета, сказала: «Саша, придет письмо в твой институт, и оно наверняка попадет к тебе». – «Да ни в коем случае, – говорю, – у нас большой и многоплановый институт, наверняка есть люди, более близкие по тематике исследований». А потом, когда я позвонил ей и сказал, что ее пророческие слова сбылись, она долго смеялась. Так что А.А. Лутовинов с Ю.Ц. Оганесяном во время прогулки в окрестностях Дубны (февраль 2020 г.)

4

мне пришлось написать небольшой кусочек в буклет о том, как рождаются элементы во Вселенной и как мы их обнаруживаем. Они действительно там рождаются на фабриках-звездах, поэтому все, кто занимается исследованиями космоса, имеют к этому отношение. Вот так я невольно внес свой вклад в обоснование того, что 2019 год должен быть годом Периодический Таблицы химических элементов. Хотя я астрофизик. Говорят, вы полюбили сообщество химиков. Что вы увидели в нем такого особенного и привлекательного? На самом деле я полюбил химиков еще до Международного года таблицы. У нас в сообществе профессоров РАН представлены все науки, но химики, пожалуй, самые активные, они практически все друг друга знают, в курсе, кто и чем занимается. И когда задаешь какойнибудь вопрос, они сразу находят людей, которые знают ответ или помогут его найти. Международный год с его широкими мероприятиями, куда меня приглашали участвовать, один Менделеевский съезд чего стоит (!), дал мне возможность еще лучше познакомиться с химиками, присмотреться к ним. Мне понравились сами люди, их сплоченность, организованность, какой-то общий интерес, я увидел работоспособное профессиональное общество – Российское химическое общество имени Д.И. Менделеева. Оно и формальное, и неформальное, и в этом его прелесть. Люди осознают себя членами этого сообщества и относятся к нему с душой. Мне понравилась их энергия, с которой они всем этим занимаются. А сколько интересного я узнал! Впервые


Рабочая встреча делегации РАН во главе с вице-президентом академиком Ю.Ю. Балегой с представителями Академии наук Франции по вопросам сотрудничества в области физики и астрофизики (Париж, 2019)

услышал о молекулярных машинах, например… Так что Год Таблицы дал мне возможность познакомиться со многими интересными людьми из вашего химического мира. И не только! Год Периодической таблицы свел меня с совершенно удивительным человеком, чьим именем назван химический элемент таблицы Менделеева с номером 118, оганесон, – академиком Юрием Цолаковичем Оганесяном. Конечно, я знал про элемент, слышал и читал про Юрия Цолаковича, но никогда и не предполагал, что мне посчастливится близко общаться с ним. Юрий Цолакович не только выдающийся ученый, но, я бы сказал, светлый человек, обладающий энциклопедическими знаниями, с потрясающим чувством юмора и обаянием. Наши беседы во время встреч и прогулок по Дубне о науке, искусстве, просто о жизни, рассказы Юрия Цолаковича о синтезе элементов, о новой фабрике сверхтяжелых элементов, о перспективах развития науки, его мнение о многих жизненных ситуациях, конечно, глубоко запали мне в душу. Честно говоря, время от времени ловлю себя на мысли, а заслужил ли такое… Да, в химии работают люди чрезвычайно творческие, тонкие, со вкусом. Я не шучу. Согласен. Накануне открытия Года Таблицы мы с Юлей поздно вечером сидели в кабинете у Александра Михайловича Сергеева, президента РАН, тоже физика, обсуждали подготовку к его докладу на открытии года. Кстати, доклад он сделал просто потрясающий – про Д.И. Менделеева и Периодическую систему. Помню, я поделился с Александром Михайловичем своим наблюдением, что

химики считают нас, физиков, грубыми и жесткими, а свою науку – более утонченной. Александр Михайлович задумался, а потом говорит: «А знаете, Саша, ведь они в чем-то правы. Мы, физики, ведь что делаем? Берем какой-нибудь протон и разгоняем посильнее, чтобы шарахнуть по мишени и чтобы все это в щепки разлетелось, а мы бы посмотрели, как это устроено. А химики наоборот – они синтезируют, то есть созидают. И дело это тонкое». Согласитесь, в этом суждении что-то есть. Почему вы стали физиком? У химии были шансы? У меня в детстве в городе Мичуринске была своя маленькая химическая лаборатория – на балконе. Это были те замечательные времена, когда в магазинах продавали исключительно содержательный набор «Юный химик». А родители разными путями доставали мне «запретные» реактивы. Тогда можно было делать разные опыты, в том числе и с пиротехническими составами, и тебе за это ничего не было. Эта возможность что-то создавать своими руками, комбинируя разные вещества, просто завораживала. Собственно, для того и выпускали набор «Юный химик», чтобы увлечь ребят химией. Но физика мне больше нравилась, ее строгость, общность законов для всей природы, их взаимосвязь, логичность. На самом деле, здание химии стоит на фундаменте из физических законов. А я боялся это сказать, чтобы вас не обидеть. Да, конечно, химия имеет дело с основными физическими взаимодействиями. Так что мы родственные науки. Помню, в конце 80-х годов, будучи девятиклассником, я «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

5


А.А. Лутовинов и академик Л.М. Зеленый принимают в ИКИ высоких гостей – зам. министра науки и высшего образования РФ Г.В. Трубникова, генерального директора ГК Роскосмос Д.О. Рогозина, президента РАН академика А.М. Сергеева – и показывают рентгеновский телескоп ART-XC (Москва, 2019 г.)

ездил на всероссийскую олимпиаду в составе большой команды от моей Тамбовской области. Мы тогда, кстати, очень хорошо выступили, заняли на физике первые два места. Я – второе. Олимпиады по разным предметам проходили в одном месте параллельно. И мы поддразнивали нашего химика, замечательного парня, победителя этой олимпиады, всякими дурацкими высказываниями типа: «Ну ты же понимаешь, что химия – это плохо понятая физика». Как после МФТИ вы оказались в Институте космических исследований? На самом деле я пришел сюда в конце второго курса. Тогда Интернета не было, поэтому я нашел в справочнике телефон директора института и попросту позвонил. Разговаривал, конечно, с его помощникомреферентом. Представился, что я студент второго курса МФТИ и хочу заниматься космической физикой на одноименной кафедре, которую тогда возглавлял директор этого института. Меня выслушали и сказали – приезжайте, поговорим. Директором и заведующим кафедрой тогда был академик Альберт Абубакирович Галеев. Помню, как зашел к нему в кабинет. Он сидел в кресле, попыхивал трубочкой и внимательно рассматривал меня. Потом спросил, чем именно я хочу заниматься. ИКИ – многоплановый институт, здесь есть все: и планетная физика, и плазма, и солнечно-земные связи, и

6

астрофизика, и дистанционное зондирование Земли, и приборостроение... Я уверенно сказал – астрофизикой, и Альберт Абубакирович направил меня к академику Рашиду Алиевичу Сюняеву. Опять поговорили, и меня поручили заботам молодого тогда сотрудника Сергея Андреевича Гребенева. Он стал моим научным руководителем и помогал мне осваивать астрофизику шаг за шагом. Последующие четыре года учебы все свое свободное время я проводил здесь, в ИКИ. Практически каждый день ездил из Долгопрудного – полтора часа в один конец, полтора часа в другой. Иной раз и на ночь оставался. Тогда (да и сейчас) ночь была отличным временем для работы. В те годы в институте уже были передовые многопользовательские компьютеры и даже внутриинститутская сеть, чтобы можно было работать удаленно. Но мощностей для обработки данных не хватало, чтобы все желающие могли поработать, особенно днем. Компьютеры работали довольно медленно. А ночью никого не было и можно было быстро обрабатывать данные. Поэтому удавалось за ночь многое сделать и посчитать. Вы работали на телескопах? Они тогда были закоммутированы на компьютеры? У нас в институте астрофизическое направление в основном связано с исследованиями в рентгеновском и гамма-диапазонах. Но рентгеновское и гамма-излучение не пропускает атмосфера, поэтому телескопы


Министр науки и высшего образования РФ В.Н. Фальков и зам. министра С.В. Люлин во время визита в ИКИ РАН получили в подарок первую рентгеновскую карту всего неба, созданную благодаря российскому телескопу ART-XC (июль 2020 г.)

для его регистрации устанавливаются на космических аппаратах. Мы работаем с данными таких инструментов, которые видят это излучение, регистрируют его, дальше данные сбрасываются на Землю на специальные приемные станции и уже потом попадают в компьютеры ученых. Во времена вашего студенчества они уже были на орбите? Да. Когда в 1990 году я пришел в ИКИ, годом раньше запустили Международную астрофизическую обсерваторию «Гранат», которую создали совместными усилиями СССР, Болгария, Дания и Франция. На этой обсерватории было установлено несколько гаммателескопов и рентгеновских спектрометров, в том числе и российский телескоп АРТ-П, который сделали в ИКИ. Вообще это был первый полноценный рентгеновский телескоп у нас в стране. И мне сказали – вот есть данные с телескопа АРТ-П, учись обрабатывать. С этого и началась моя научная работа. А когда закончил МФТИ, вопрос «куда идти?» не стоял. На работу в ИКИ меня оформили уже с третьего курса, так что в ИКИ я официально работаю с 1992 года. … и по сей день, то есть всю свою профессиональную жизнь. Могли бы за это время поменять уже пять мест работы, как это принято в западной науке.

На Западе смена места работы не самоцель. Для молодого человека, который защитил PhD (кандидатскую диссертацию в наших терминах), поехать в другое место и самостоятельно поработать, потолкаться локтями, побороться за место под солнцем, наверное, важно и нужно, это полезный опыт, помогающий понять, как устроена работа в науке, узнать и научиться чему-то новому. При этой модели ты должен жить в условиях конкурентной борьбы, должен постоянно демонстрировать, что ты лучший, иначе тебе постодка там просто не продлят. Постдок – это статус, период жизни или ставка? И то, и другое, и третье. Постдок – это некий активный период после защиты PhD, когда ты можешь совершенно самостоятельно взяться за какое-то научное исследование. Это самый продуктивный возраст и самая эффективная рабочая сила в науке, поэтому все лаборатории мира берут постдоков на временную работу. Большое заблуждение, что наших везде с руками отрывают. На эти вакансии конкуренция будь здоров, в том числе и среди «местных». Раз получишь, два получишь – и все. Я знаю многих ребят, для которых после двух-трех постдоков больше не находилось возможностей продлевать контракт. Потом надо искать более-менее постоянные позиции в университетах – ассистента профессора, доцента или полностью переключаться на преподавательскую деятельность. Но, с другой сто«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

7


Выступление на научной сессии Общего собрания РАН, посвященной Международному году Периодической таблицы химических элементов (ноябрь 2019 г.)

роны, перепрыгивание с места на место, постоянная нестабильность, отсутствие уверенности в завтрашнем дне – все это накладывает отпечаток. Пока ты молодой – ничего, можно побегать, но с годами постаревшие постдоки начинают нервничать, не все остаются в науке, уходят в технологические отрасли. Так происходит на Западе. А у нас ученый может вполне счастливо и успешно проработать всю жизнь в одной организации. Но ведь нынешнюю молодежь такой сценарий не устраивает, их Запад манит. Да, поэтому у нас сейчас холят молодежь: давайте им это дадим, еще и вот это, и бонусы, и возможности. С одной стороны, это правильно, молодых надо поддерживать. С другой стороны, некоторые начинают чувствовать себя незаменимыми и перестают работать – а чего я буду напрягаться, если меня и так будут ласкать, ведь я – молодой, нужен для грантов, для отчетов и хорошей статистики. Все всё понимают. Ситуация здесь неоднозначная и порой циничная.

потому что ее явно не хватает, а наука стоит на преемственности. Надо молодежь привлекать, но привлекать тупо деньгами – не выход. Вот приходит такой молодой, деньги-то хорошие платят, а сам апатичный, вялый, и чего с ним делать? Ясно же, что толку не будет никакого. Тут главное понять, чего мы хотим – встраиваться в глобальные тренды и быть в мировой науке либо поднимать и развивать российскую науку. Это такие качели. Если встраиваемся в мировую науку, то будем терять научные кадры. Это очевидно, поскольку, объективно говоря, ресурсов у нас явно меньше, чем во многих других странах. Если организовывать здесь какие-то преференциальные возможности, есть опасность перегнуть палку, погрузиться в болото и закуклиться. Как наши футболисты говорят: «Чего я туда поеду? Нас и здесь неплохо кормят. Буду я убиваться, играть в каких-то там клубах, когда мне и здесь платят миллионы евро…»

Есть в этом какая-то несправедливость по отношению к тем, кто уже 30–40 лет работает в науке. Их никто не целует.

Россия – лидер в освоении космоса: первые спутники, первые пилотируемые полеты, первые орбитальные станции… Была. Полагаю, девяностые годы сильно отбросили нас назад. А как выглядит наша российская космическая наука сегодня? На фоне мировой?

Нам свойственна компанейщина – то дружно бежим туда, то дружно бежим сюда. Конечно, нужен разумный и взвешенный подход. Но молодежь поддерживать надо,

Теоретические работы у нас никогда не останавливались, а наши космологи и астрофизики всегда оставались на лидирующих позициях. Престижные

8


scientificrussia.ru/articles/zhizn-zvezdy

В ИКИ РАН во время записи научно-популярных лекций о звездах, нейтронных звездах, черных дырах и инструментах, которые позволяют их исследовать. На заднем плане – телескоп ART-XC, полный аналог того, что летает на обсерватории «Спектр-РГ» (Москва, июль 2020 г.)

международные премии по космологии и астрофизике в последние годы получали и наши физики – например, в прошлом году престижнейшую медаль имени Дирака получили Рашид Алиевич Сюняев, Алексей Александрович Старобинский и Вячеслав Федорович Муханов. Это, несомненно, признание российской теоретической науки. Что же касается экспериментальной стороны космических исследований, то мы все знаем про 90-е и начало двухтысячных, когда у нас почти ничего не летало и было несколько серьезных неудач с планетными миссиями, в том числе с межпланетной автоматической станцией «Марс-96», которую не удалось вывести на орбиту, и с зондом «Фобос-грунт» в 2011-м. Это, конечно, нанесло серьезный удар по космической науке, по планетной в первую очередь. Подождите, но ведь был запущен «Спектр-Р» в 2011 году? Да, это было первой ласточкой после долгого перерыва – первый из четырёх аппаратов серии «Спектр», изготовленный в России. На нем находился радиотелескоп, который позволял проводить фундаментальные астрофизические исследования в радиодиапазоне в соответствии с международной космической программой «Радиоастрон». Это был большой успех и важный, знаковый эксперимент, телескоп семь лет достойно отработал на орбите, дал научные результаты, анализ его данных продолжается.

А потом пришел 2019-й год, и мы успешно запустили обсерваторию «Спектр-РГ», второй аппарат из серии «Спектр». РГ означает рентген-гамма. На нем установлены два телескопа, которые проводят обзор всего неба в рентгеновском диапазоне, дополняя друг друга. Оба прибора прекрасно работают, и особенно важно, что один из них – российский телескоп ART-XC. Ничего подобного прежде у нас в стране не делали. Образно говоря, запуск обсерватории «Спектр-РГ» и создание своего телескопа из средненькой лиги закинул нас сразу в лигу чемпионов. И мы должны удержаться там, пока все работает, а для этого нужно писать хорошие научные статьи. Данные у нас в руках есть, данные обзоров неба прекрасные, и они продолжают поступать с нашего телескопа. Это гигантский прорыв в космическом приборостроении. Телескоп создали у вас в ИКИ? Телескоп ART-XC придумали, разработали и спроектировали здесь, в ИКИ. И всё – в первую очередь благодаря одному человеку, научному руководителю этого телескопа Михаилу Николаевичу Павлинскому, замдиректора нашего института. К сожалению, полтора месяц назад он ушел из жизни. Такая вот беда у нас. Михаил Николаевич придумал этот телескоп, продвинул, пробил, создал. Тут ведь важно было не только придумать, но и собрать команду единомышленников, убедить их, заразить идеей, чтобы они бросились в ра«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

9


Такая космическая обсерватория – это ведь сложное и очень дорогое производство. Кто делал железо?

М.Н. Павлинский – старший товарищ, друг и учитель

боту. И сейчас телескоп летает на орбите как памятник Михаилу Николаевичу. Запуск «Спектра-РГ» многократно переносился, в том числе потому, что выявлялись какие-то особенности, неполадки, и с этим надо было разбираться. Михаил Николаевич, который тащил на себе всю работу не только по телескопу, но и по всей обсерватории, говорил: «Саша, я никогда не разрешу запускать обсерваторию, пока на Земле не отработаем все циклограммы, все нештатные ситуации, пока будут хоть малейшие сомнения». Благодаря этому «СпектрРГ» сейчас успешно работает. В память о Михаиле Николаевиче Павлинском мы решили назвать телескоп его именем. Михаил Николаевич создал в институте целое направление по полупроводниковым космическим детекторам, которых в России в принципе никогда не было. Сейчас у нас здесь лучшая и, пожалуй, единственная в стране лаборатория, которая может это делать на мировом уровне. Пару лет назад мы вместе с известным финским профессором-астрофизиком Юри Поутаненом выиграли конкурс мегагрантов и теперь в рамках этого проекта ведем не только глубокие теоретические исследования нейтронных звезд, но и активно разрабатываем детекторы для новых космических инструментов, новые специализированные микросхемы и сложнейшую электронику.

10

Как я уже говорил, российский телескоп был задуман в ИКИ, здесь же разработали и создали весь блок детекторов, блок обслуживающей электроники, звездные датчики. А вот весь телескоп делали в Российском федеральном ядерном центре в Сарове. Таким образом, телескоп ART-XC – это результат сотрудничества Российской академии наук и госкорпорации «Росатом», которая серьезнейшим образом вложилась в такое нетривиальное для них направление. Кстати, в нашем телескопе поучаствовало и НАСА. У нас в ИКИ находится брат-близнец телескопа, летающего сейчас в космосе, на котором стоят зеркала, сделанные в Сарове. До этого в России вообще не было рентгеновской металлооптики. Наши коллеги из Сарова фактически с нуля освоили технологию, которой европейцы и американцы пользуются десятки лет и непрерывно оттачивают ее. Конечно, за такой короткий срок нельзя сделать идеальные зеркала, тем не менее в Сарове сделали очень достойные. Однако на летном образце установлены американские зеркала. В какой-то момент возникло опасение, что мы не успеем сделать к сроку свои зеркала, поэтому решили: давайте из семи зеркал поставим четыре американских, заплатим за это, а три будут саровские. Американские коллеги сделали эти зеркальные системы по нашему заказу, и они им очень понравились, потому что им пришлось вложиться в некие технологические новации и зеркала получились просто на загляденье. В результате они предложили – давайте мы бесплатно сделаем вам еще четыре системы, три основных и одну запасную, чтобы все системы на телескопе были одинаковыми. Вообще, насколько я знаю, это первый случай, когда НАСА сделало что-то для российской науки за свои деньги. Бесплатно, не но бескорыстно? Мы договорились, что за эти бесплатные зеркала один небольшой участок неба мы будем обрабатывать вместе. Нормальное сотрудничество, по-честному. Но вообще-то это совершенно уникальный случай. А кто делал сам спутник, на котором установлены телескопы? Вряд ли в Сарове. Платформу «Навигатор» сделали в НПО имени Лавочкина. Спутник совершенно замечательный, он удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляют к нему ученые по точности наведения, по сканированию небесной сферы, по проведению обзоров – по чему угодно. Как я уже говорил, на этой платформе стоят два телескопа – немецкий и российский. Телескопы проводят непрерывные наблюдения, сканируя Вселенную, и по радиоканалу сбрасывают данные на Землю с расстояния полтора миллиона километров. Все данные приходят сюда в ИКИ, и здесь мы их анализируем. Данные немецкого телескопа отправляются еще и в Германию. Это прямое сотрудничество «Роскосмоса» и Немецкого


М.Н. Павлинский в Центре управления полетами ИКИ РАН руководит включением телескопа ART-XC через несколько дней после запуска обсерватории «Спектр-РГ» в космос (июль 2019 г)

космического агентства, а также ИКИ РАН и Института внеземной физики общества имени Макса Планка, которые отвечают за научную программу обсерватории. Какой телескоп лучше – немецкий или наш? Каждый хорош по-своему. Немецкий телескоп замечательный. Это, наверное, лучшее, что могла произвести немецкая промышленность. Он работает в мягком рентгеновском диапазоне, уже получил потрясающую карту первого обзора Вселенной, миллион источников на всем небе. Наш телескоп работает в более жестких лучах, соответственно источников мы видим меньше, так устроена природа, физика. Многие объекты, которые видит немецкий телескоп, мы не видим. Но есть уникальные объекты, которые не видит их телескоп, зато видит наш. Если сложить результаты обоих телескопов, то получится цельная картина Вселенной. Что вы хотите сделать с помощью «Спектра-РГ»? Задача «Спектра-РГ» – построить самую глубокую карту Вселенной, на которой будут нанесены все массивные скопления галактик, а их должно быть порядка ста тысяч, три-четыре миллиона сверхмассивных черных дыр. Он видит черные дыры в центрах галактик, которые родились 10 миллиардов лет назад. Глобальная цель – понимание физики Вселенной, как она развивалась,

как образовывались черные дыры, как эволюционировала Вселенная, какова в этом роль темной энергии. Если говорить об объектах, которые видит российский телескоп, они с научной точки зрения представляют не меньший интерес. Это, как правило, нейтронные звезды и черные дыры, которые находятся в нашей и ближайших галактиках, а также сверхмассивные черные дыры в центрах других галактик. Вы сказали, что телескоп видит черные дыры. Но каким образом? Ведь черные дыры ничего не излучают? Да, черная дыра сама по себе ничего не излучает, не светит, мы ее не видим. Саму нейтронную звезду тоже сложно увидеть, она светит слабо. Но если черная дыра находится рядом с обычной звездой типа Солнца или более массивной, скажем, в двадцать масс Солнца, то из-за гравитации вещество звезды начнет перетекать на этот компактный объект – черную дыру, начнется процесс аккреции. Когда вещество перетекает, оно закручивается, образуется так называемый аккреционный диск, в котором вещество трется слой о слой, постепенно приближаясь к черной дыре. Падая, оно разгоняется до больших скоростей и начинает разогреваться до десятков-сотен миллионов градусов. А это рентгеновский диапазон. И эти объекты очень яркие именно в рентгене. Сама черная дыра не светит, светит «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

11


Пресс-конференция в ИКИ РАН, посвященная открытию слияния нейтронных звезд и роли, которую сыграли в этом российские ученые и обсерватория ИНТЕГРАЛ. Справа – д-р Рене Пишель, глава представительства Европейского космического агентства в России, в центре – академик Л.М. Зеленый, тогда директор ИКИ (16 октября 2017 г.)

вещество, которое она притягивает к себе. Регистрируя это излучение, мы получаем огромное количество информации, позволяющей определить параметры объекта, понять его физику. Нейтронные звезды тоже оттягивают на себя вещество обычных звезд? Да, нейтронная звезда, компактный и сверхплотный объект диаметром около 10—15 км, также может оттягивать на себя вещество близкой звезды. Если в черную дыру все ухает и пропадает за горизонтом событий, то на нейтронную звезду вещество может падать по-разному. Если у нее еще и сильное магнитное поле, поток вещества со звезды врезается в магнитосферу нейтронной звезды. Под действием давления магнитного поля он останавливается, и вещество начинает течь вдоль магнитных силовых линий на магнитные полюса и уже там падает на поверхность, сильно разогреваясь. Получается два горячих пятна. Но нейтронная звезда вращается, поэтому пятна будут периодически появляться или исчезать на луче зрения, и мы сможем увидеть пульсирующее излучение. Вот вам рентгеновский пульсар. Если магнитное поле слабенькое (надо, однако, понимать, что слабенькое – это по космическим меркам, 108–109 Гс, что в миллионы раз больше стационарных полей, которые человечество научилось получать в земных условиях, а сильные поля еще в десятки тысяч раз сильнее), то его давление тоже невелико, и вещество может упасть на поверхность нейтронной звезды и находиться там, пока температура и давление не поднимутся настолько, чтобы началась термоядерная реакция. На поверхности нейтронной звезды происходит термоядерный взрыв, мы видим ярчайший всплеск в течение нескольких десятков секунд, когда сгорает несколько масс Луны. Мы даже видим,

12

как взорвавшаяся оболочка отлетает от поверхности нейтронной звезды, а потом под действием гравитации падает обратно. Через некоторое время процесс аккреции восстанавливается и вещество снова начинает накапливаться на поверхности нейтронной звезды до следующего взрыва. Вот вам еще один тип объектов, который мы можем увидеть с помощью наших телескопов в рентгеновском диапазоне. А можно ли как-то приспособить это знание к нуждам «народного хозяйства»? Как это ни удивительно звучит, но можно. Есть изолированные нейтронные звезды, у которых в силу ряда причин нет рядом обычной звезды. Как правило, они очень быстро вращаются, скажем, десятки или даже сотни оборотов в секунду. Такая мегастиральная машинка с массой Солнца. У нее есть магнитное поле, но рядом нет звезды, поэтому никакое вещество на нее не перетекает, но тем не менее мы можем хорошо видеть ее излучение. Существует несколько гипотез, объясняющих природу этого излучения. Одна из них заключается в том, что магнитное поле порождает сильнейшее электрическое поле, которое может буквально вырывать электроны из коры нейтронной звезды. Электроны, вырванные из поверхности нейтронной звезды, начинают лететь вдоль силовых линий магнитного поля с огромной скоростью и испускать фотоны. Это так называемое синхротронное излучение, которое исходит из полюсов нейтронной звезды. Но ведь звезда вращается, соответственно, свечение мигает, получается пульсар. У каждой такой нейтронной звезды есть свой период вращения, который мы можем измерить с высокой точностью и предсказать, как она будет пульсировать, поскольку скорость вращения постепенно затухает


из-за потери энергии. Таких звезд на небе десятки, сотни, тысячи, и все они вращаются, мигают, подобно маякам, при этом для каждого из них вы знаете характеристики – уникальный период и форму сигнала. Получается такой набор естественных, природных маяков Вселенной. И на их основе можно создать систему навигации для космических кораблей, в первую очередь – для дальнего космоса, но и для некоторых задач ближнего космоса тоже. Ее можно сделать автономной, компьютер на борту сам сможет регистрировать сигналы, сравнивать с тем сигналом, который должен быть, и решать обратную задачу – определять свое положение и вектор скоростей. Над разработкой такой автономной системы навигации для космических аппаратов по сигналам рентгеновских пульсаров мы сейчас активно работаем, в том числе с использованием данных российского телескопа ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ». Говорят, вы не расстаетесь с мобильным телефоном даже ночью – постоянно ждете смс из космоса. Кто вам шлет оттуда послания и почему надо немедленно на них реагировать? Ну, не совсем из космоса, хотя доля истины в этих словах есть. В 2015 году произошло важнейшее событие в науке – были впервые зарегистрированы гравита-

ционные волны от слияния двух черных дыр. За это открытие в 2017 году была присуждена Нобелевская премия. Нобелевская премия присуждалась в начале октября. А в августе 2017 года произошло ключевое событие, в том числе и для этой Нобелевской премии, которое подтвердило, что гравитационные волны действительно регистрируются. На этот раз впервые было зарегистрировано другое уникальное событие – слияние двух нейтронных звезд. Слияние черных дыр видят только детекторы LIGO и Virgo, регистрирующие гравитационные волны. В других диапазонах это событие не видно: согласно большинству теорий, если у черной дыры материи нет, то и светиться нечему. А когда сливаются две нейтронные звезды – полторы массы Солнца и полторы массы Солнца настоящего барионного вещества, то обязательно будет какой-то электромагнитный сигнал. Итак, 17 августа 2017 года детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали гравитационно-волновой сигнал и параллельно с этим через 1,7 секунды американская Обсерватория Ферми и европейская Обсерватория ИНТЕГРАЛ независимо зарегистрировали гаммавсплеск. ИНТЕГРАЛ в 2002 году был запущен на орбиту российской ракетой «Протон», за что российские ученые получили право на 25% данных, полученных этой обсерваторией. ИНТЕГРАЛ, по счастью, работает до сих пор, и вот он зарегистрировал этот гамма-всплеск.

В Южноафриканской астрономической обсерватории профессор Дэвид Бакли рассказывает об устройстве одного из крупнейших в мире оптических телескопов – 11-метрового Южноафриканского Большого Телескопа (SALT). У ИКИ есть совместный проект с ЮАР и Индией по исследованию высокоэнергичных вспыхивающих объектов на небе (ЮАР, ноябрь 2017 г.)

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

13


А.А. Лутовинов с первым председателем Координационного совета профессоров РАН Ал.А. Громыко во время собрания вновь избранных профессоров РАН (Москва, РАН, 2018 г.)

А уже потом десятки других обсерваторий и телескопов во всем мире наблюдали это событие, произошедшее в далекой галактике на расстоянии более 130 миллионов световых лет от нас – в оптике, в инфракрасных лучах, в радиодиапазоне, подтвердили, что это действительно было слияние нейтронных звезд, и измерили целый набор физических параметров того, что получилось после слияния. Я и наша группа много работали и работаем с данными ИНТЕГРАЛа. У нас вместе с европейскими коллегами есть некое дежурство по обсерватории «ИНТЕГРАЛ» – примерно по две недели раз в два месяца. Дежурный в любой момент дня и ночи может получить смс-сигнал от LIGO/Virgo и центра данных обсерватории ИНТЕГРАЛ о том, что зарегистрировано некое событие, породившее гравитационные волны, и дежурный должен срочно броситься к компьютеру и проверить, нет ли каких-то сигналов в данных ИНТЕГРАЛа. Это единичные, редкие события? Да не сказал бы. Только за последнюю, третью сессию работы, то есть за год, детекторы LIGO/Virgo зарегистрировали более пятидесяти событий. Поэтому смс приходят периодически и надо на них реагировать. В прошлом году такое сообщение застало меня в вагоне метро. Пришлось сесть на пол, достать ноутбук и срочно заняться обработкой данных обсерватории «Интеграл». Вы председатель Координационного совета профессоров РАН. Какие добрые дела на счету профес-

14

соров? Удается ли вам влиять на научную политику в стране? К сожалению, у нас многое происходит так, как говорил незабвенный Виктор Степанович Черномырдин – «все те вопросы, которые были поставлены, мы их все соберем в одно место». Не все удается, многие идеи, наработки не доходят до того финального состояния, которое хотелось бы видеть, а где-то тонут в бюрократическом водовороте или просто в нежелании чиновников что-то делать. Тем не менее что-то получается. Первое большое дело, в котором мы приняли активное участие, – это стратегия научно-технического развития РФ до 2030 года, которая была принята в 2016 году. Над ней мы очень много работали. В рабочую группу, которая готовила окончательную версию, входили двое профессоров РАН – Алексей Анатольевич Громыко и Фёдор Генрихович Войтоловский. Все наши идеи они транслировали разработчикам, и многое из предложенного вошло в Стратегию. Мы также активно работали над новым законом о науке, входили в состав рабочей группы, выступали в Госдуме и Совете Федерации, давали свои предложения. Но законопроект опять приостановили и положили на полку, не знаю – почему. Благодаря нашей работе в нем появилось много разумного и дельного, хотя многое и продолжало нам не нравиться. Но закон объективно нужен, с ним может появиться новый импульс для развития науки. Вообще, профессора РАН должны работать в первую очередь с Академией наук, решать ее задачи. Последним таким объемным делом мы занимались как раз накануне карантина, в январе-феврале. РАН подго-


товила программу фундаментальных исследований до 2030 года. Получилась большая, детальная программа в статусе государственной, с финансами, – более 600 страниц. К этому объемному документу, который вряд ли какой чиновник осилит, президент РАН поручил нам написать пояснительную записку на 60–70 страниц, чтобы она простым языком объясняла бы, почему фундаментальная наука важна и нужна, почему ее нужно финансировать, какие результаты были достигнуты, что планируется, куда мы будем двигаться в ближайшие десять лет и как мы выглядим в сравнении с мировым уровнем. Мы работали над документом два месяца в тесном контакте с президентом Академии наук, было несколько итераций. В марте Президиум РАН одобрил окончательную версию документа, и он ушел на утверждение в Правительство. Существует какая-то формальная организация профессоров РАН? Существует Координационный совет профессоров РАН при Президиуме Академии наук. Профессора РАН, а их сегодня 606 по всей стране, охватывают все направления наук. Это достаточно эффективное сообщество с точки зрения быстрого ответа на запрос. Это работоспособное экспертное сообщество, у членов которого есть профес-

сиональный опыт, есть живость, желание что-то сделать, что-то изменить к лучшему. Конечно, со временем эта живость затухает, когда усилия не приносят ожидаемого результата, а уходят в песок, как вода. Раз ушли в песок твои труды, два ушли... Да ну их, буду я тратить на это время, лучше я наукой буду заниматься, что справедливо. И строго говоря, никто профессоров не заставляет что-то делать. Тем не менее, такое активное сообщество есть, оно несет, в частности, большую экспертную функцию. Например, мы уже второй год ведем экспертизу для конкурса молодых ученых правительства Москвы. Чтобы избегать каких-то корпоративных вещей, мы привлекаем для оценки конкурсантов профессоров из других регионов, которые понятия не имеют, кто с кем в Москве работает, кто с кем дружит и против кого. Но мы и малыми делами занимаемся. Недавно был конфликт в Башкирском федеральном исследовательском центре с назначением руководителя одного из институтов. Мы вмешались, обратились в Академию и министерство с просьбой разобраться в ситуации. ФИЦ – структуры, находящиеся под научно-методическим руководством Академии наук, а что происходит в этих центрах – Академия не в курсе, с ней не согласовывают назначение руководителей внутри ФИЦ. В результате конфликт разрешился.

Профессора РАН С.Н. Калмыков, А.Л. Максимов, Ю.Г. Горбунова, С.В. Люлин, А.А. Лутовинов и А.В. Наумов на официальном приеме в резиденции губернатора во время Менделеевского съезда (Санкт-Петербург, сентябрь 2019 г.)

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

15


Александр Анатольевич четырежды поднимался на Эльбрус: дважды – на Западную вершину и дважды – на Восточную. С друзьями на высоте 5 642 м (Эльбрус, август 2009 г.)

Времени, конечно, все это отбирает много. Летом – поменьше, когда все разъезжаются, можно наконец-то поработать. Сейчас пришла новая команда в министерство, и заместителем министра стал Сергей Владимирович Люлин, наш профессор РАН, заместитель председателя Координационного совета. Так что у нас появилась прямая связь с министерством, и я надеюсь, что сообщество профессоров будут более активно привлекать к экспертным и аналитическим задачам. Кстати, 7 июля к нам в ИКИ приезжал министр науки В.Н. Фальков, знакомился с институтом. Заодно мы здесь организовали встречу с активом профессоров РАН. Валерий Николаевич тут же озадачил нас несколькими вопросами и попросил представить свои предложения. Мы уже много чего сделали, отправили, и вот ждем, когда закончатся отпуска, получим какие-то ответы, чтобы двигаться дальше. Многих из нас, конечно, больше всего волнует разбюрокрачивание науки, потому что стало совсем невозможно работать. Кстати, по поводу разбюрокрачивания. Министерство советовалось с вами, какой должна быть система оценки деятельности ученого? Есть такая межведомственная комиссия, которая разрабатывает критерии для оценки научной организации. В эту комиссию входит наш коллега, член бюро Кирилл

16

Алексеевич Зыков, он из медицинского отделения. На одном из заседаний комиссии, которое проводил тогдашний замминистра науки Григорий Владимирович Трубников, когда посыпалась критика в адрес министерства, Григорий Владимирович сказал – давайте ваши предложения и будем обсуждать. А дело было перед самым новым 2019-м годом. Кирилл позвонил и говорит: «Вот такая ситуация. Если хотим что-то изменить – срок до 10 января, у нас есть праздники, чтобы что-то предложить». Мы разослали запросы-вопросы по всему профессорскому сообществу, получили несколько десятков предложений, на бюро, которое состоялось 7 января, обсудили, отобрали двадцать пять, утвердили их на Координационном совете, отправили в эту межведомственную комиссию, и из этих 25 предложений 17 было принято. Что в них самое главное? Главное – в подходе. У нас, к сожалению, последние годы все любят считать по-бухгалтерски: кирпич – рубль, статья – два рубля. Полностью отказаться от наукометрии нельзя, но нужно установить правильный баланс между количественными и качественными показателями, то есть экспертными оценками. Экспертная оценка должна играть очень важную роль. И, конечно, требуется некая корректировка и оптимизация науко-


метрии. Например, как корректно считать – по головам или по ставкам? А это очень тонкий момент. Вы считаете количество научных статей на сто человек сотрудников или на сто ставок? На ставку можно взять и несколько человек. Так накручиваются публикации, особенно явно это видно в организациях высшего образования. А когда решили, что надо делить на количество сотрудников, картина несколько изменилась, стала больше соответствовать реальности. Но здесь много сложных и нерешенных пока вопросов. Например, какие статьи учитывать, из каких баз? Никто не отрицает, что поскольку от ученых стали требовать писать статьи в огромном количестве, народ перестал чураться хищнических, мусорных журналов, как их называют в научном сообществе. Они за деньги публикуют статью, на время входят в Scopus, потом такой журнал, правда, выбрасывают из базы, но дело сделано – публикация есть и есть чем отчитаться. Такого много, и не только в России. Это большой бизнес. На самом деле, если появляется высокий устойчивый спрос, то предложения тоже появятся. Чему тут удивляться? Это лишний раз доказывает, что чиновники не видят последствия от своих решений на шаг вперед. Мы в прошлом году ездили во Францию, обсуждали сотрудничество между Академиями, и узнали, что для французской науки мусорные журналы – это гигантская проблема. Они не знают, что с ними делать, и понимают, что надо как-то по-другому подходить к оценке работы ученого. Эксперты смотрят не столько на количество публикаций, сколько на качество выполненной работы. Мы же все знаем, кто чего стоит. Когда ты получаешь отчет по госзаданию из института или лаборатории, то сразу видишь истинную картину. Эксперты оценивают отчетные документы? Конечно, одна из функций Академии наук – экспертная оценка от мелких отчетов до глобальных государственных программ. Маленьких отчетов по госзаданию из институтов и университетов бывает десятки тысяч. Это все сваливается на Академию – академиков, членкоров, и профессорам достается. Приходится читать, оценивать. Потом наша экспертиза поступает в Академию, оттуда – в министерство и потом отражается где-то в общем рейтинге научных организаций. Но вернемся к вашей любимой науке. Самые горячие и авангардные направления в астрофизике сегодня – это что? Несомненно – гравитационные волны. Их научились регистрировать, но сейчас идет огромная работа по повышению чувствительности детекторов, чтобы видеть больше сливающихся нейтронных звезд и черных дыр. С этой же целью в 2034 году планируется запустить европейский телескоп LISA, от Laser Interferometer Space Antenna. Он будет использовать гравитационные волны для изучения сливающихся сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Конечно – темная энергия и темная материя, которые на слуху. Природа их до сих пор неизвестна, и это надо исследовать. По-прежнему одной из загадок астрофизики и фундаментальной физики

Во время восхождения на Маттерхорн (август 2002 г.)

остаются нейтронные звезды, состоящие из вещества при свехъядерных плотностях. Как думаете – сколько будет весить вот эта поллитровая бутылка для воды, если ее заполнить этим веществом? Не знаю. Тонны? Примерно 350 миллиардов тонн. Невероятно! Я не могу себе это представить. Я тоже. Но посчитал, получилось 300—350, в зависимости от плотности, которую никто не знает точно. Это вещество в нейтронных звездах мы реально осязаем, измеряем. Это физика вещества в экстремальных состояниях. На Земле достигнуть такого состояния невозможно. Это физика безумно интересного и невозможного. Происхождение элементов тоже открытая тема. Тут, казалось бы, все более или менее понятно, есть теория, как они рождаются во Вселенной. Но есть вещи, которые до сих пор не совсем объяснимы. После Большого взрыва родились водород и гелий, чуть-чуть лития, кстати. А почему больше ничего не родилось? Потому что нельзя перескочить через бериллий. Если слить два ядра гелия, то может получиться бериллий, бериллий-8. Так в чем же проблема? Проблема в том, что у него время жизни 10-15 секунды, он мгновенно разваливается, и нужно создать такие условия, когда у вас к этому бериллию-8 «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

17


под руководством академика Евгения Михайловича Чуразова из нашего института построила наиболее точную карту ее распределения в области центра Галактики и показала, что там происходит аннигиляция 1043 электронов-позитронов в секунду! Откуда они берутся? Не очень понятно. Есть разные теории на сей счет. В каком загадочном и фантастическом мире мы живем! Когда на Марс что-то полетит? Аппарат полетит в 2022 году. Наш?

«Над облаками, поверх границ...» Ночевка в хижине Солвей при спуске с вершины Маттерхорна. Внизу еще несколько сотен метров отвесной стены (август 2002 г.)

за это время успевает подлететь еще один гелий. Тогда у вас получится углерод. Такие условия возникли только тогда, когда появились звезды, в которых идут термоядерные реакции. Но тут опять вопрос. Все реакции в звездах идут до железа, потому что у него самая большая энергия связи на один нуклон. Дальнейшие, более тяжелые элементы термоядерно родить нельзя, это энергетически не выгодно. Так откуда же тяжелые элементы берутся во Вселенной? Надо что-то придумывать, например – ядерный захват нейтронов. А где он может происходить? При взрыве сверхновых. Долгое время думали, что это основной родильный дом для тяжелых элементов. А потом посчитали, сколько сверхновых на небе и сколько тяжелых элементов во Вселенной, и оказалось, что сверхновых явно не хватает. Чтобы организовать цепочку нейтронных захватов, нужен объект, в котором много нейтронов. Вот мы опять приходим к нейтронным звездам. Если две нейтронные звезды столкнуть, то у вас, по идее, должны получиться идеальные условия для производства тяжелых элементов. Похоже, что это так и работает. Сейчас мы можем регистрировать слияние нейтронных звезд и исследовать спектры получившегося остатка, пытаясь определить элементы, которые образуются. Эти спектры в принципе похожи на те, что мы ожидаем, исходя из теоретических предположений. Их форма показывает на значительное содержание лантанидов и платиновых металлов. Антиматерия есть в нашей Галактике? Есть – в центре нашей Галактики. Используя данные обсерватории «ИНТЕГРАЛ», группа российских ученых

18

Наш, «ЭкзоМарс» (ExoMars). Это совместная программа Европейского космического агентства и российской госкорпорации «Роскосмос». Ее цель – поиск доказательств существования жизни на Марсе, в прошлом и настоящем. Проект состоит из двух миссий. Первую запустили в 2016 году. Орбитальный аппарат успешно летает вокруг Марса, передает данные. Там стоят два прибора, которые сделаны в ИКИ, и два европейских. В этом году должна была лететь вторая миссия – «ЭкзоМарс-2020», но из-за пандемии многие работы пришлось остановить, поэтому запуск перенесли на 2022 год. Это уже большой посадочный модуль, его делают в России, саму платформу. На нем будет стоять ровер, европейский марсоход; он съедет с платформы и будет колесить по Марсу. И на марсоходе, и на самой платформе будут размещены наши и европейские приборы. А пилотируемая экспедиция? На Марс? Не знаю. На самом деле, с пилотируемой экспедицией есть определенные сложности, связанные с воздействием космических лучей на человека. Был интереснейший доклад Института медико-биологических проблем на Совете по космосу РАН. И они рассказывали, что облучение в космосе не столько влияет на здоровье, сколько на умственные способности. Делали эксперименты с мышами в модельных условиях космической радиации. Мыши переставали находить дорогу в лабиринте, которую прежде находили легко. То есть страдают интеллектуальные способности. Мыши, конечно, не люди, но тем не менее к полученным результатам надо относиться максимально серьезно. И пока непонятно, как защитить в этих условиях человека. Может, и не нужна нам пилотируемая экспедиция на Марс? Здесь есть разные точки зрения, вопрос не однозначный. Но одно могу сказать точно. Со стороны может показаться, что все это совершенно ненужная трата времени, денег и ресурсов. Однако человечество должно развиваться, и космические программы дают огромный толчок в развитии технологий. А для этого нужны далекие и высокие цели в прямом смысле этого слова. Надо мечтать и ставить перед собой почти невыполнимые задачи.


Фото: BOREXINO calibration

Мы, как и обещали, продолжаем рассказывать о новых результатах в физике. При этом мы ориентируемся на сообщения о новых научных результатах, публикуемые в журнале «Успехи физических наук» (УФН, www.ufn.ru), соответствующую рубрику там ведет Ю.Н. Ерошенко. Мы, конечно, отбираем, адаптируем, сокращаем, поясняем, дополняем...

Органический лазерный диод с прямой электрической накачкой

С

ветодиод на основе органических материалов (OLED) у многих есть в кармане — именно так сделаны экраны большинства смартфонов. Известны и такие лазеры, но ввод энергии в активную среду («накачка») в них

осуществлялась оптическим излучением. Электрическую накачку, которая проще и удобнее, прежде получить не удавалось из-за больших потерь энергии. В Университете Кюсю (Япония) впервые создали лазер на основе органического диода с прямой электрической накачкой. На тонкую пленку соединения 4,4’-bis[(N-карбазол) стирил]бифенил нанесли катод из ванадия, позволяющий вводить ток в полупроводник. Частота лазерной генерации находилась в синей области спектра, в которой поглощение мало, поэтому потери «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

19


были меньше, чем обычно. Наверное, сказался и оптимальный выбор материала катода. (УФН, 2019, т. 189, с. 904)

Непонятные источники гамма-излучения

В

гамма-обзоре неба, его выполнил космический телескоп Fermi-LAT, есть множество источников гамма-излучения, природа которых неизвестна. В других диапазонах, в том числе в оптическом, эти объекты не видны. С помощью комплекса черенковских гамма-телескопов H.E.S.S., расположенного в Намибии, астрофизики наблюдали за четырьмя из этих загадочных источников при энергиях квантов более 100 ГэВ. Данные с черенковских детекторов дополняют наблюдения Fermi-LAT, поскольку они позволяют изучить высокоэнергетическую часть спектра, причем с большим временем экспозиции. Оказалось, что эти источники светят в гамма-лучах стабильно без вариаций, а их жесткий спектр близок к тому, который должен генерироваться при аннигиляции частиц темной материи. Этими свойствами источники очень похожи на сгустки темной материи, в которых происходит аннигиляция. Существование таких сгустков (субгало) предсказано в иерархической картине формирования галактик, когда мелкие объекты объединяются во все более крупные, вплоть до образования гало галактик и скоплений галактик. Тем не менее пока нельзя утверждать, что эти неидентифицированные источники — именно сгустки темной материи, но подозрения возникли. (УФН, 2019, т. 189, с. 1135)

Квантовые точки дают энергию

В

Кембрид жском университете (Великобритания) сконструирован микроскопический термоэлектриче-

20

Нейтрино из глубин Земли

эксперименте принимают участие исследователи из Италии, США, Германии, Франции и России. Кроме солнечных нейтрино детектор улавливает «геонейтрино» — антинейтрино, рождающиеся внутри Земли в результате распадов ядер радиоактивных элементов. О возможности регистрировать геонейтрино Джордж Гамов писал еще в 1953 году, однако впервые их зарегистрировали на детекторах Борексино и KamLAND в 2016 году. За 12 лет удалось зарегистрировать 53 геонейтрино, причем количество антинейтрино от мантии составляет от 14 до 34 штук, остальные — от земной коры. Радиоактивные распады сопровождаются выделением тепла. Это позволило по количеству геонейтрино найти полное радиогенное тепловыделение литосферы — от 26 до 52 ТВт, что соответствует силикатным моделям строения Земли. Нейтрино, регистрируемые этим детектором, слабо взаимодействуют с веществом и свободно выходят из центра Земли, поэтому их наблюдение дает уникальную информацию о процессах внутри планеты. По одной из гипотез, в ядре Земли может функционировать естественный ядерный реактор. Наблюдаемый поток геонейтрино дает ограничение на его возможную мощность, которая составляет 2,4 ТВт, то есть его вклад в полное радиогенное тепловыделение литосферы мал. Даже если он и существует. (УФН, 2020, т. 190, с. 336)

«Б

Охлаждение левитирующих

ский генератор на основе двух квантовых точек, в котором используется эффект резонансного туннелирования электронов. Для функционирования устройства достаточно лишь наличия градиента температуры. Это не первые термоэлектрические генераторы на квантовых точках, но у предшественников производительность была мала. В новом устройстве две квантовые точки, каждая диаметром 310 нм, были размещены на гетероструктуре GaAs/AlGaAs по обе стороны от области, содержащей горячие электроны. Энергетические уровни квантовых точек были различными, они соответствовали электронам с низкой энергией с одной стороны и электронам с более высокой энергией по другую сторону. Таким образом, имел место выборочный перенос электронов между точками, и разность температур преобразовывалась в электроэнергию. Новое устройство может генерировать мощность 1,3•10–16 Вт при разности температур точек 67 мК. Его КПД составляет как минимум 10% от КПД идеальной тепловой машины Карно. Мощность, конечно, небольшая, но есть ситуации, когда и она пригодится; кроме того, где точка, там и многоточие, правда? (УФН, 2019, т. 189, с. 1135)

орексино» — эксперимент, нацеленный на изучение низкоэнергетических солнечных нейтрино, которые возникают в результате одной из ядерных реакций, протекающих на Солнце. А именно превращения двух протонов в ядро дейтерия, позитрон и нейтрино с энергией менее 0,3 МэВ. Эксперимент позволяет глубже понять процессы, происходящие в ядре Солнца, а также помогает определить параметры последующего превращения нейтрино одного типа в нейтрино другого типа («осцилляций»). Нейтрино ловит черенковский детектор в Италии, в

В

Венском университете (Австрия) сумели ох ладить твердую наночастицу, содержащую 108 атомов, до низшего квантового состояния, когда в наночастице было возбуждено в среднем менее одного фонона (кванта теплового движения). Прежде этим методом удавалось охлаждать макроскопические частицы лишь до состояния с четырьмя фононами. В новом эксперименте сферические


кварцевые наночастицы диаметром 143 ± 4 нм удерживались «оптическим пинцетом», то есть левитировали, между двумя вогнутыми зеркалами в вакуумной камере. Лазерное излучение держало их «на весу» и позволяло их управляемо перемещать (см. «Химию и жизнь», 2018, 6). Рассеянные на частице фотоны уносили тепловую энергию, и частица охлаждалась. Среднее число фононов, оставшихся в частице, удавалось уменьшить до примерно 0,43 (это среднее значение!), что соответствует температуре 12,2 мкК и вероятности нахождения наночастицы в основном квантовом состоянии 70%. Иными словами, некоторые частицы были охлаждены до абсолютного нуля. Охлаждение наночастиц важно для проверки принципиальных положений квантовой механики в макроквантовой области, то есть когда сам объект имеет вполне ощутимые размеры. А еще оно может быть использовано для создания сверхчувствительных сенсоров. (УФН, 2020, т. 190, с. 446)

Ультратвердые наноматериалы

А

кадемик В.В. Бражкин, директор Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина и автор нашего журнала, провел критический анализ публикаций последних 25 лет о получении углеродных материалов с объемным модулем сжатия и твердостью, намного превышающими соответствующие значения для алмаза. Исследователь рассмотрел три группы мифов, сложившихся в последние годы: о возможности создания материалов с модулями сжатия, значительно превышающими алмазные; об «экспериментально измеренных» значениях твердости намного выше алмазных и о якобы существующих теоретических основаниях для повышения твердости ковалентных веществ в несколько раз за счет эффектов квантового ограничения. Оказалось, что принципиально невозможно получить при нормальных

условиях материалы с упругими модулями, заметно превышающими алмазные. Что касается измерения твердости, то показано: если создать препятствия для движения дислокаций в наноматериалах, то измеряемую твердость сверхтвердых материалов можно увеличить на 20–40%. Но не более, и других способов увеличить твердость нет. Наиболее высокие механические характеристики алмаза связаны с надежно установленными физическими законами, и любые утверждения о возможности получения материалов с упругими характеристиками или твердостью, в несколько раз превосходящими таковые для алмаза, не могут быть достоверны. (УФН, 2020, т. 190, с. 561)

Новый класс полупроводников

К

ак говорил Том Сойер, «не каждый день нашему брату достается белить забор». А создавать новый полупроводниковый материал? Обычный кремний с кубической кристаллической решёткой — основа электроники, однако он имеет непрямую запрещённую зону, когда зона проводимости и валентная зона смещены друг относительно друга и излучение фотонов маловероятно. Поэтому на основе обычного кремния не удается сделать эффективные светодиоды. В Техническом университете Эйндховена (Нидерланды) обнаружили, что сплав кремния с германием становится прямозонным при доле германия более 0,65, и если его решетка гексагональна. Это показано теоретически и подтверждено экспериментально. Технологически сложная задача получения сплава с гексагональной структурой и малой плотностью дефектов была решена так — использовали подложку из GaAs, на которую осаждали Si и Ge. На основе этого материала, может, удастся сделать светодиод, интегрированный в кремниевый чип. Биологи делают светящиеся

растения, а тут дело пахнет светящимся процессором. (УФН, 2020, т. 190, с. 542)

Наш анизотропный дом: Вселенная

П

редположение о том, что скорость расширения и другие свойства Вселенной одинаковы во всех направлениях, лежит в основе Стандартной космологической модели. Хотя анизотропные космологические модели теоретически рассматривались уже давно, крупномасштабная изотропия реальной Вселенной до последнего времени почти не вызывала сомнений. Самое сильное свидетельство изотропии следует из наблюдений реликтового излучения. Если исключить тривиальную дипольную анизотропию, связанную с движением Солнечной системы относительно реликтового излучения, то Вселенная будет выглядеть почти изотропной. В Боннском университете (Германия) разработали новый метод исследования, который неожиданно выявил наличие статистически значимой крупномасштабной анизотропии Вселенной. Изучали связь между рентгеновской светимостью и температурой горячего газа в скоплениях галактик в разных направлениях. Использовали данные по 313 скоплениям галактик из обзоров ROSAT, Chandra и XMMNewton. Оказалось, что в разных направлениях на небе соотношение температура-светимость варьируется примерно на 16%. Максимум дополнительной анизотропии смещён на 50–100 градусов по отношению к оси дипольной анизотропии. Анизотропия может быть вызвана неоднородностью заполняющей Вселенную тёмной энергии или наличием крупномасштабных потоков вещества. (УФН, 2020, т. 190, с. 542)

Материал подготовил Л. Намер

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

21


Фото: Nori Yuasa, fotostrana.ru/public

Проблемы и методы науки

В темноте Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Чтобы жизнь продолжалась, влюбленные пары должны встретиться, а для этого как-то о себе заявить: «Эй, я здесь! Посмотри, какой я классный!» Посмотреть действительно есть на что, животные — непревзойденные мастера визуальной сигнализации, только о брачном оперении птиц написано столько, что за всю жизнь не перечитать. Яркая окраска, хвосты и плюмажи самцов никого не оставят равнодушными, но ведь это днем. А что делать ночным животным? Оказывается, и они видят достаточно, чтобы сориентироваться на местности и найти все, что им нужно. 22

Н

очная темнота не абсолютна. Какой-то свет есть после захода и перед рассветом, и большинство ночных животных активно именно в это время, а еще в полнолуние. У многих прекрасное ночное зрение, и, хотя в сумерках многоцветье сереет, белое на темном фоне отлично видно. Не случайно филины и бекасы, скунсы и барсуки, ночные приматы и прочие ночные существа носят белые метки, причем на видных местах: на голове, шее и груди. И когда обыкновенный филин Bubo bubo в полнолунье раздувает белое пятно на горле, да еще сядет повыше, чтобы максимально использовать ночной свет, и само пятно, и его пульсация хорошо заметны. Размер, расположение и форма метки могут зависеть от пола и статуса носителя. Например, самцы обыкновенной сипухи Tyto alba оценивают черные пятна на белом плюмаже самки, количество которых отражает состояние иммунной си-


1 Самец и самка паука-рыболова Dolomedes raptor. Белые узоры на их телах образованы множеством крошечных волосков

стемы: чем больше пятен, тем самка устойчивее к паразитам. О том, на что смотрят при ухаживании ночные беспозвоночные, известно очень мало (светлячков мы исключаем). Они ориентируются на запахи, звуки, характерную вибрацию листьев или веток, на которых партнер выбивает ногами условный сигнал, однако же ночное зрение у них хорошее. Арахнолог из Тунхайского университета (Тайвань) И-Мин Цзо исследует поведение ночных пауков. У некоторых из них есть белые метки. Так, у паука-рыболова Dolomedes raptor на буром фоне белые полоски. У самца они расположены по бокам, у самки — на ногах (рис.1). Эти крупные пауки сетей не плетут, живут у воды и охотятся на водных и полуводных позвоночных и беспозвоночных. Ученые предположили, что, поскольку белые метки есть у обоих полов, они служат приманкой для добычи. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи изготовили манекены самцов, бурые или с белыми полосами, и ночью ставили их на камнях по берегу ручья, где часто охотятся D. raptor. Недалеко от манекенов разместили инфракрасные видеокамеры, которые фиксировали происходящее. Если насекомое приближалось к манекену более чем на пять сантиметров, его считали привлеченным. Как и ожидали ученые, потенциальную добычу чрезвычайно интересовало, что это там белеется, и рядом с полосатыми объектами она появлялась раза в три чаще, чем рядом с бурыми. Белые метки у разных полов отличаются, поэтому могут служить паукам опознавательными сигналами в личных отношениях. Для проверки этой гипотезы манекен не годится, здесь требуются живые объекты. В университетской лаборатории в просторном стеклянном контейнере при слабом освещении попарно ссаживали самцов и самок. Паучихи известны своей нелюбез-

1 см

1 см

ностью. Кавалера они встречают агрессивно и могут даже слопать. Так и происходило, если к самке сажали паука, которому закрасили белые полоски бурой краской. Более половины бесполосных соискателей были атакованы дамами, а иные покалечены. Если же самец сохранял метки, свидание проходило гораздо сердечнее: самки приняли тринадцать полосатых самцов из пятнадцати. Амурной неудачей самцы были обязаны именно отсутствию белых полос, а не запаху краски. Чтобы в этом убедиться, полосатым самцам перед свиданием наносили краску на бурые части тела. Размер полос позволяет судить о размерах тела. Чем успешнее паук охотится, тем он крупнее и тем обширнее полосы. Успешный охотник

как производитель предпочтительнее, однако исследователи пока не обнаружили связи между выбором самки и площадью белых меток на теле самца, хотя само наличие меток для них важно. Поскольку ночные бродячие пауки общаются с помощью разных сигналов, в том числе чувствуют и вибрацию, трудно сказать, какую роль в их личной жизни играют визуальные метки. На этот вопрос можно ответить, только лишив животное зрения, хотя бы временно, что И-Мин Цзо с коллегами и проделали с другим бродячим пауком, Heteropoda venatoria. Живет он в тропиках, кормится на стволах деревьев, камнях и стенах домов, основная его добыча — бабочки и сверчки. И у самца, и у самки под глазами белая полоска, «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

23


2 У самца Heteropoda venatoria белая полоска под глазами. Если ее сбрить (внизу), жизнь паука осложнится

1 мм

1 мм

24

которая привлекает насекомых. Впечатляют ли самок белые «усы» кавалеров? Части самок замазали краской глаза (а глаз у них восемь), а потом зрячим и незрячим паучихам подсаживали самцов с «усами» или без. Очевидно, всю наличную краску арахнологи израсходовали на дам, потому что кавалерам полоски закрашивать не стали, а просто сбрили. Обездвижили пауков углекислым газом и побрили (рис. 2). Контрольную группу тоже обездвиживали и скребли по полоске тупой бритвой. Цирюльники из арахнологов получились еще те, во время бритья они часть клиентов порезали. Эти пауки в дальнейших экспериментах не участвовали и до самой смерти оставались в лаборатории, где им были обеспечены сверчки и вода. Остальных подопытных по окончании работы вернули туда, где поймали. Как им там, бритым, жилось, никого не интересовало. Будем надеяться, хотя бы самок исследователи умыли. Как показали эксперименты, незрячей самке «усы» безразличны. Подавляющее большинство соискателей, как с полоской, так и без, успешно спарились, поскольку такие паучихи менее агрессивны. Но если глаза у самки ясные — держись. Желанной цели смогли достичь только 45% самцов с полоской, а среди бритых успеха добились всего 17%. Таким образом, белые «усы» самца для спаривания важны, хотя успеха не гарантируют. Интересно, что у H. venatoria наибольшим успехом пользуются мелкие самцы. Казалось бы, крупный самец должен иметь преимущества как лучший добытчик, поэтому исследователи предположили, что в данном случае на первый план выступают другие факторы. Например, мелких самцов проще поймать и съесть, когда процесс завершится. Белые пятна не только облегчают ночным животным охоту и продолжение рода, они могут


0°0°

23° 23°

23° 23°

1 см 3

Самец и самка ночной бабочки Eudocima materna. Темные пятна на их крыльях видны только под определенным углом

а служить камуфляжем, зрительно разбивая тело на части и делая его невидимым для добычи и хищников. А хищники, между прочим, не дремлют. Оса Anoplius depressipes активно разыскивает пауков Dolomedes, которые прячутся внутри свернувшихся листьев водяных лилий, у рыб и лягушек также хорошее ночное зрение. Сверкать белым в сумерках небезопасно. С темной меткой,

б наверно, было бы спокойнее, но можно ли разглядеть ее в темноте? Eudocima materna — крупная ночная бабочка из семейства совок. Живет она в тропиках Старого Света, вредит фруктовым деревьям. Задние крылья этих бабочек желтооранжевые, с черными пятнами и черно-белой каемкой. Нижняя сторона передних крыльев окрашена так же, а верхняя — серовато-коричневая (рис. 3). На первый взгляд

в

5 мкм

4 Чешуйки на крыльях бабочек пропускают и отражают свет по-разному, в зависимости от структуры: а) пигментированные чешуйки б) зеркальные чешуйки в) зеркальные чешуйки, поперечный срез

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

25


Зеркальные чешуйки отражают свет перпендикулярно поверхности и мешают разглядеть сверху черную пигментацию

Чернота видна, если смотреть на крыло под углом

} } 5

Зеркальные чешуйки Черные чешуйки

Узор на крыльях Eudocima materna зависит от угла зрения. Пунктирная стрелка указывает направление взгляда

самцы и самки очень похожи, но, когда бабочка, сидящая с распластанными крыльями, их приподнимает, у самцов спереди отчетливо проступают три темных пятна, размер и темнота которых зависят от угла зрения. Первым проявляется ближайшее к телу бабочки пятно и достигает максимального размера при наклоне крыла 20—30°. Если угол еще увеличится, пятна пропадают. У самок верхняя поверхность переднего крыла тоже темнеет, хотя и не так внезапно, как у самцов. Внешние различия между самцами и самками E. materna исследовали австралийские ученые под руководством биолога Дженнифер Келли из Университета Западной Австралии и швейцарский физик Бодо Уилтс. Они предположили, что, поскольку оранжевые и черные поверхности при вращении крыла не меняют цвет, эффект проявляется благодаря структуре чешуек, покрывающих передние крылья. Для подтверждения своей гипотезы они использовали музейные экземпляры бабочек, спектрофотометрию, сканирующую электронную микроскопию и математическое моделирование. Окраска, которая зависит не от пигментов, а от того, как отражают и рассеивают цвет микроскопиче-

26

Свет отражается от меланина нижних чешуек крыла

ские неровности поверхности, называется структурной (см. «Химию и жизнь», 2010, 11). Этот феномен хорошо известен, именно благодаря ему отливают металлом и переливаются на солнце надкрылья жуков и перья колибри. Мерцание пятен у E. materna обусловлено взаимодействием структуры и пигментации. Основу обычных черных пятен на крыльях бабочки составляют пластинки, содержащие меланин. Они покрыты ребристыми пигментированными чешуйками. Между ребрами чешуек большие просветы, через которые свет свободно достигает меланиновых пластинок (рис. 4). Пигмент поглощает не весь свет, несколько процентов черные пластинки отражают и рассеивают во всех направлениях. Эта структура одинакова у обоих полов. Верхняя поверхность передних крыльев устроена иначе. У самок ее почти целиком покрывают зеркальные чешуйки, у самцов они присутствуют только в трех областях, образующих пятна. В этих чешуйках практически все пространство между ребрами закрыто и отражает падающий свет почти перпендикулярно поверхности крыла. Если смотреть сверху на бабочку с распластанными крыльями, сложная

поверхность зеркальных чешуек создает эффект блестящей бронзы, черных пятен под ними не видно. Зеркальные пятна сливаются с общим фоном, и крыло выглядит однотонным. Но когда крылья приподняты или опущены на 20—30°, отраженный свет при взгляде сверху не маскирует диффузное рассеяние от более темных пигментных чешуек. У самцов проступают черные пятна, а когда крыльями шевелят самки, самец видит темную вспышку. То есть это мы предполагаем, что он так видит. У ночных бабочек отличное зрение, но как они в действительности реагируют на темное мерцание, исследователи не выяснили, и репродуктивное поведение бабочек рода Eudocima практически не изучено. Во всяком случае, это первая известная ночная бабочка с визуальными сигналами половой принадлежности, которые она, предположительно, использует во время ухаживания. Любовь с первого взгляда возможна и ночью. Если так, непонятно, почему она редко встречается. Большинство ночных животных полагаются на слух и обоняние, и ученым еще предстоит выяснить, почему сумеречное зрение развилось не у всех видов.


homester.com.ua

Х

Полезный и вредный ген

Н

а листьях культурных растений нередко можно наблюдать белый пушистый налет. Это мицелии микроскопических сумчатых грибов порядка Erysiphales. Эти грибы питаются клетками растений, вызывая заболевание, получившее название «мучнистая роса». Кроме листьев гриб поражает побеги, черешки, плодоножки и плоды. Понятно, что плоды он портит безвозвратно и

урожай теряется. Большой ущерб мучнистая роса наносит и урожаю зерновых культур. Поэтому ученые хотят выяснить, как происходит заражение растения, какие гены и белки в этом участвуют. В совместном исследовании отдела генетики сельскохозяйственных культур (Центр Джона Иннеса, Исследовательский парк Норвича, Англия) и Шанхайского института физиологии и экологии растений ученые обнаружили, что патогенный гриб использует для заражения путь, необходимый растениям для выстраивания симбиоза с полезными микоризными

грибами. Микоризные грибы помогают растению поглощать воду и минеральные вещества из почвы, а взамен получают углеводы, аминокислоты и фитогормоны. Но по порядку. За восприимчивость растений к инфекции отвечает ген MLO (Mildew resistance Locus O). Мутанты с нарушенной функцией этого гена устойчивы к патогену. На их основе уже созданы сельскохозяйственные сорта. До сих пор непонятно, зачем растениям нужен ген, вызывающий проникновение гриба-паразита. Если этот ген на протяжении истории эволюции «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

27


растений не исчез, значит, он для чего-то нужен. Как показали результаты филогенетического исследования, ген MLO очень древний. Появился он у наземных растений, как и микоризный симбиоз, за миллионы лет до появления грибков мучнистой росы. Ученые выяснили, что ген MLO помогает построить симбиоз с микоризными грибами. Для этого они сделали мутанты ячменя, пшеницы и бобового растения Medicago truncatula с неработающим геном MLO. Такие растения утратили способность формировать микоризу. В будущем наверняка удастся создать растения с такими генотипами, которые поддерживали бы микоризный симбиоз и при этом оставались устойчивыми к мучнистой росе. (New Phytologist, 2020, 227, 279–282)

Аккуратные митохондрии голого землекопа

Г

олый землекоп – это безволосый подземный грызун размером с мышь, обитающий в Восточной Африке. Он привлек внимание ученых своей необычной физиологией. Этот грызун живет около 30 лет, тогда как обычная мышь – полтора года. Его старение не отягощено возрастными заболеваниями. Он не страдает от рака, нечувствителен к термическим и химическим ожогам, устойчив к нехватке кислорода и высокой концентрации CO 2. Ученые давно задались вопросом, какие особенности метаболизма позволяют этому грызуну долго жить и не болеть. Либо его организм производит меньше агрессивных молекул – активных форм кислорода (АФК), либо у него мощная защита от повреждающих факторов. Группа российских ученых под руководством В.П. Скулачева из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова в сотрудничестве с учеными из Германии (Институт им. Лейб-

28

ница по изучению диких животных и животных, содержащихся в зоопарках) и Швейцарии (Лозаннский университет) сделала интересное открытие, которое объясняет феномен долгожительства голых землекопов. Все дело в особом состоянии митохондрий – специальных структур клетки, в которых образуется АТФ. Клетки часто используют энергию в виде молекулы АТФ. К сожалению, процесс синтеза АТФ несовершенен и сопровождается образованием активных форм кислорода (O2•− и H2O2), которые ускоряют старение. Под действием АФК из митохондрий выходят белки, которые запускают программу гибели клетки. Чтобы это не произошло, в митохондриях есть другие специальные белки – мусорщики, удаляющие АФК. Кроме этого, митохондрии защищают себя, снижая электрохимический потенциал своей внутренней мембраны. Такое явление называется мягкая деполяризация. Происходит это так. Митохондрия окружена двумя мембранами, внешней и вну тренней. На вну тренней мембране происходит перенос электронов от органических соединений на О 2, который сопровождается движением ионов H+ из внутреннего пространства в среду. В результате митохондрия внутри становится более щелочной, а среда, окружающая ее, более кислой. Возникает электрохимический потенциал (градиент) ионов водорода, который используется как аккумулятор энергии для присоединения фосфатной группы к АДФ с образованием АТФ. Если потенциал снижается умеренно, то его достаточно для образования АТФ, но недостаточно для образования АФК. Объектом исследования послужили митохондрии, полученные из основных органов мышей и голых землекопов разного возраста, включая эмбриональный. Оказалось, что у мышей с возрастом этот мощный антиоксидантный механизм отключается и клетки постоянно отравляются активными формами кислорода.

У голых землекопов митохондрии сохраняют эту способность на протяжении всей жизни. Когда ученые измерили окисленные липиды и белки в тканях животных, оказалось, что поврежденных белков у землекопов намного меньше, чем у мышей. Исследователи считают, что причина уникальности митохондрий кроется в образе жизни грызунов. Африканские красные почвы, в которых обитают землекопы, богаты соединениями железа. Оно накапливается в клетках животного и производит сильный окислитель – гидроксильный радикал в реакции с перекисью водорода. Чтобы выжить в таких условиях, митохондрии должны меньше производить перекиси. Ученые надеются, что если секрет здорового долголетия голого землекопа будет разгадан, это поможет продлить жизнь человеку. (PNAS, 2020, 117, 12, 6491–6501)

Простой тест на Альцгеймер

Б

о л е з н ь А л ь ц ге й м е р а – нейродегенеративное заболевание, которым чаще всего страдают пожилые люди. У больного ухудшается память, нарушается речь, появляется апатия и депрессия. Все эти неприятные симптомы возникают из-за накопления в тканях мозга неправильно свернутых белков – бета-амилоида и тау-белка. Бетаамилоид слипается в плотные образования – амилоидные бляшки, тау-белок объединяется в нити, из которых формируются клубки внутри нейрона. Бляшки и клубки нарушают работу нейронов и в конце концов приводят их к гибели. Лечить болезнь Альцгеймера пока не научились, а вот замед лить нейродегенерацию можно. Для этого необходимо распознать болезнь еще до того, как проявятся симптомы. Поэтому ученые решили найти простой способ диагностировать болезнь на ранней стадии.


Команда исследователей из Медицинской школы Вашингтонского университета предложила распознавать болезнь Альцгеймера по наличию в крови особой формы тау-белка − P-tau217. Буква «P» означает, что к белку присоединена фосфатная группа, 217 – номер фосфорилированной аминокислоты в белке. Тау-белок участвует в формировании транспортной системы нейрона. Он активен в фосфорилированном состоянии. В случае неправильного или избыточного фосфорилирования он начинает слипаться в нерастворимые клубки. Наличие в биологических жидкостях таких форм тау-белка свидетельствует о том, что в нейронах происходят изменения, которые спустя годы могут вызвать их гибель. У больных количество P-tau217 увеличено в 5–7 раз. Ранее количество этого белка измеряли в спинномозговой жидкости. Ученые предположили, что оттуда белок может попадать в кровь. И действительно, с помощью высокочувствительного масс-спектрометра они обнаружили P-tau217 и другие формы тау-белка в крови больных. Это означало, что по анализу крови можно обнаружить болезнь Альцгеймера. Сейчас изменения в мозге, которые происходят до появления симптомов деменции, с большой точностью оценивают только с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), а также путем измерения амилоидных и тау-белков в спинномозговой жидкости. Разработанный американскими учеными тест по сравнению с этими способами диагностики прост, неинвазивен и дешев. Прежде чем рекомендовать его для использования в клинике, необходимо понять, насколько специфично и точно он диагностирует болезнь. Для этого его сравнили с методом ПЭТ-сканирования, который является «золотым стандартом» диагностики болезни Альцгеймера. Оказалось, что использование Р-tau217 в качестве маркера позволяет отличить болезнь Альц-

геймера от других разновидностей деменции с точностью от 89 до 98%. С помощью этого теста можно обнаружить изменения в мозге за 20 лет до появления первых признаков заболевания. Это особенно важно для людей, генетически предрасположенных к этому недугу. Ученые надеются, что выявление болезни Альцгеймера на ранней стадии с помощью анализа крови на P-tau217 поможет остановить или замедлить развитие деменции. (J Exp Med. 2020. 217. 11: e20200861)

Тест на рак простаты

Р

ак предстательной железы – один из наиболее часто встречаемых видов рака у мужчин. Сейчас он занимает четвертое место в мире среди онкологических заболеваний. Несмотря на развитие методов молекулярной диагностики, его по-прежнему трудно обнаружить. Лучший на сегодняшний день диагностический тест основан на измерении в крови белка простат-специфического антигена (ПСА). Количество ПСА выше нормы показывает, что у человека рак. Диагностика по ПСА не всегда дает точный результат. У здоровых он может быть повышен, а у некоторых больных (15%) в норме. Другой метод диагностики − МРТ-сканирование и взятие биопсии предстательной железы – обнаруживает опухоль, но в 25% случаев дает ошибочный диагноз. Поэтому ученые решили разработать простой и точный тест с использованием крови для раннего выявления рака простаты. Команда ученых из Онкологического исследовательского центра Джона ван Геста (Англия) предложила для диагностики рака простаты использовать проточную цитометрию и искусственный интеллект. Тест определяет состав популяции лимфоцитов – естественных киллеров (NK-клеток),

который меняется в ответ на опухоль. Популяция NK-клеток может быть разделена на субпопуляции в зависимости от набора рецепторов на поверхности клеток. Исследователи предварительно определили восемь субпопуляций, характерных для рака простаты, а затем проанализировали кровь 72 человек, у которых ПСА был меньше 20 нг/мл. Исследуемая группа включала мужчин с доброкачественным образованием (31 человек) и больных (41 человек). Субпопуляционный состав NKклеток измеряли с помощью проточной цитометрии. Этот метод позволяет исследовать каждую клетку по отдельности. С его помощью можно определить, сколько каких клеток содержится в образце. Затем данные цитометрии использовали для создания компьютерной модели. С помощью методов машинного обучения удалось увеличить точность диагностики на 12,5% по сравнению с тестом ПСА. Кроме того, разработанный тест с точностью 99% оценивал тяжесть заболевания. Это важно д ля обследования мужчин с низким уровнем ПСА. Пока тест проходит экспериментальную проверку. Применять его можно только после клинического испытания на большом количестве мужчин. Новый способ диагностики избавит мужчин с неугрожающими формами рака простаты от болезненной процедуры взятия биопсии и избыточного лечения. (eLife, 2020, 9:e50936)

Выпуск подготовила кандидат биологических наук О.В. Космачевская

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

29


Иллюстрация Петра Перевезенцева

Панацейка

Бархатцы — Король Оранжевое лето

У

Юпитера было большое семейство, и почти все со странностями. Например, его внук Тагес появился на свет из борозды на этрусском поле, научил людей гадать по внутренностям животных и поведению птиц, а научивши, сразу умер. В 1753 году Карл Линней назвал в честь этого существа род сложноцветных (астровых) растений — Tagetes, порусски бархатцы. Бархатцы родом из Центральной и Южной Америки. В XVI веке конкистадоры привезли их в Испанию, и теперь эти неприхотливые и нарядные растения выращивают во всем мире. В субтропиках они цветут почти круглый год, а в умеренном поясе радуют глаз до середины осени. Оглянись вокруг — увидишь бархатцы. Во многих

30

странах их соцветиями украшают свадебные и погребальные церемонии и алтари в храмах. В роду у бархатцев более 50 видов, самые распространенные T. erecta (бархатцы прямостоячие, африканские, или ацтекские), T. minuta (бархатцы мелкие), T. patula (бархатцы отклоненные, или французские), T. tenuifolia (тонколистные, или лимонные), T. lucida (бархатцы лучистые, или мексиканские). И такие они все разные, что дать им обобщенное описание не получается. Изначально соцветия у них желтые или оранжевые, иногда с темно-бордовыми пятнами. Однако селекционеры над бархатцами основательно потрудились, так что встречаются и кремовые, и почти белые сорта. Бархатцы прямостоячие достигают метра в высоту и увенчаны


пушистыми головками до 13 см в поперечнике. Бархатцы мелкие образуют куртины высотой до трех метров с мелкими соцветиями. У бархатцев тонколистных кружевные листья и небольшие соцветия. Бархатцы отклоненные сильно ветвятся, вырастают до 40 см, но селекционеры вывели низкорослые формы около 25 см. Бархатцами не только любуются, их активно и разнообразно используют, особенно на родине, в Америке. Прежде всего, это лекарственные растения. Они уничтожают патогенные для человека бактерии и грибы. У разных видов разные возможности, но все вместе они способны погубить 17 видов грибов и 15 видов бактерий, в том числе золотистый стафилококк, кишечную палочку, синегнойную палочку, несколько видов сальмонелл

и стрептококков. При этом полезной микрофлоре человека, например лактобациллам, бархатцы не вредят, и это важно, потому что отвары и настои листьев и цветков пьют. Ими лечат болезни желудка и кишечника: диспепсии, желудочные и кишечные колики, метеоризм, диарею. Все виды, кроме тонколистных бархатцев, справляются с кожными заболеваниями, прямостоячие и лучистые помогают при недугах дыхательной системы — астме, пневмонии, туберкулезе. Разные виды бархатцев используют по-разному. Отвары и настои T. minuta — средство от пищевых отравлений и кишечных паразитов, а свежие листья жуют для устранения неприятного запаха изо рта. В Боливии настой бархатцев мелких принимают как тонизирующее средство, а в Бра-

зилии это успокоительное, которое пьют перед сном. Бархатцы мелкие в смеси с лучистыми употребляют для лечения эмоциональных и нервных расстройств. Еще ацтеки использовали лучистые бархатцы, чтобы подкрепить человека эмоционально и физически. Они считали, что растение лечит возрастную деменцию и страхи. Водный экстракт лучистых бархатцев служит антидепрессантом, средством от похмелья и афродизиаком (увы, наука доказала, что приворотного зелья из T. lucida не приготовить). А еще это растение стимулирует иммунную систему, изгоняет аскарид и лямблий (это простейшее, паразит кишечника), помогает при укусах скорпионов. Мексиканцы, если их укусила змея, пьют отвар бархатцев тонколистных, «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

31


Cкромный кустик бархатцев мелких Tagetes minuta

а перуанцы прикладывают листья к синякам. Бархатцы прямостоячие — официальное лекарственное растение Мексики. Это ветрогонное и мочегонное средство, его отварами лечат простуду, бронхиты и ревматизм. Сок цветков и листьев используют как афродизиак, миорелаксант, потогонное, рвотное и жаропонижающее, при отеках и нарушениях менструации, мышечной боли и боли в ухе, при варикозном расширении вен. В Гватемале наземные части T. erecta применяют при легочных заболеваниях, а лепестки — для лечения нервной системы. В Индии экстрактом из листьев T. erecta лечат больные почки, в Испании и Франции это наружное средство при нарывах, на Мадагаскаре — лекарство от малярии, а на острове Родригес чаем из цветков лечат инфекционные лихорадки. Экстракт из цветков T. erecta пьют при конъюнктивите и плохом зрении. Все бархатцы богаты желтыми каротиноидами, в том числе лютеином. Этот пигмент защищает сетчатку от возрастной дегенерации, а поскольку организм его не синтезирует, лютеин необходимо получать с пищей. В бархатцах прямостоячих и мелких его так много, что цветки служат сырьем для промышленного получения пигмента. Цветками бархатцев отклоненных лечат лихорадку и конвульсии, листьями — геморрой, болезни почек и мышечные боли. Экстракт целого растения — средство от боли в ушах и глазах. Листья прикладывают к ранам и отекам. Цветки T. patula

32

содержат флавоноид патулетин, который обладает обезболивающим и противовоспалительным действием. Это доказано на мышах и нескольких десятках пациентах с «косточкой» на ноге, которым экстракт соцветий смягчил воспаление. Вообще, лечебное действие бархатцев подтверждено очень плохо. Есть несколько экспериментов на животных, а клинических испытаний практически не проводили. Антимикробное действие бархатцев проверяли in vitro. В основном о возможных эффектах растений судят по их химическому составу. Известно, например, что терпен лимонен обладает жаропонижающим и противовоспалительным действием. Бархатцы содержат лимонен, следовательно, они должны исцелять лихорадки и воспаления, и индейцы недаром их используют в этих случаях. Разные виды бархатцев отличаются набором биологически активных веществ, потому и лекарственные свойства у них разные. Лепестки бархатцев — красители и ароматизаторы пищевых продуктов. Лепестки бархатцев отклоненных используют как заменитель шафрана. Лепестки бархатцев лучистых напоминают по запаху эстрагон или анис. Их добавляют как приправу в разные блюда, настаивают на них уксус и масло, а в Латинской Америке и Мексике высушенные листья и цветки заваривают как чай. Бархатцы съедобны. В некоторых странах из цветков и листьев T. patula готовят прохладительные

напитки. Цветки бархатцев тонколистных добавляют в салаты, сандвичи, картофельные супы и вина из-за приятного лимонного аромата, бархатцы мелкие — в горячие и холодные напитки. Желающим закусить бархатцами специалисты советуют собирать растения сухим утром, чтобы они сохранили цвет и аромат. Лучше использовать свежие цветы, но при необходимости их можно хранить в пластиковых контейнерах в холодильнике. Горькое основание, на котором сидят цветки, лучше удалить. Цветки от флористов, из садовых центров и питомников употреблять нельзя, потому что их, скорее всего, обрабатывали пестицидами. Вообще-то бархатцы и сами пестицид, особенно T. tenuifolia . Они отпугивают тлю, муравьев и даже белокрылку. Цветки, листья и стебли растения измельчают, заливают горячей водой, и остывшим настоем опрыскивают посадки, которые нужно защитить, — белокрылка погибает. Запах корней T. tenuifolia отпугивает почвенных нематод. Эти цветы специально высаживают на картофельных полях, чтобы земля отдохнула и очистилась. После бархатцев почва становится рыхлой и душистой, а урожай увеличивается в несколько раз. Препараты бархатцев могут служить заменой синтетическим средствам для защиты сельскохозяйственных культур. Считается, что эфирное масло бархатцев убивает личинок комаров Aedes aegypti (переносчиков лихорадки денге и нескольких других лихорадок), малярийных комаров Anopheles stephensi и Culex quinquefasciatus. Это свойство, однако, нужно доказать. Этанольный экстракт наземных частей вреден личинкам собачьих клещей Rhipicephalus sanguineus, на взрослых клещей он не действует. Инсектицидное действие растения связывают с активностью флавоноидов. А еще говорят, что с помощью бархатцев можно найти золото. Индейцы умели это делать, современные европейцы — нет. Но они стараются, ищут. Не случайно же перекопана наша засаженная бархатцами столица.

Н. Ручкина


ВИТАЛИЙ ЕГОРОВ Люди на Луне. Главные ответы М. : Альпина нон-фикшн, 2020

Н

а фоне технологий XXI века полет человека на Луну в середине прошлого столетия нашим современникам нередко кажется неправдоподобным и вызывает множество вопросов. На главные из них — о лунных подделках, о техническом оснащении полетов, о состоянии астронавтов — ответы в этой книге. Разнообразие и увлекательность информации не оставит равнодушным ни одного читателя. Был ли туалет на космическом корабле? Как связаны влажные салфетки и космическая радиация? На сколько метров можно подпрыгнуть на Луне? Почему в наши дни люди не летают на Луну? Что входит в новую программу Artemis и почему она важна для президентских выборов в США? И наконец, какие технологии и знания полувековой давности помогут человеку вернуться на Луну?

ПОЛИНА ЛОСЕВА Против часовой стрелки: Что такое старение и как с ним бороться

М.: Альпина нон-фикшн, 2020 Серия PRIMUS

У

ченые ищут лекарство от старости уже не первую сотню лет, но до сих пор, кажется, ничего не нашли. Значит ли это, что его не существует? Или, может быть, они просто не там ищут? Биолог и научный журналист Полина Лосева выступает в роли адвоката современной науки о старении и рассказывает о том, чем сегодня занимаются геронтологи и как правильно интерпретировать полученные ими результаты. Кто виноват в том, что мы стареем? Что может стать нашей защитой от старости: теломераза или антиоксиданты, гормоны или диеты? Биологи пока не пришли к единому ответу на эти вопросы, и читателю, если он решится перейти от размышлений к действиям, предстоит сделать собственный выбор.

МАРИЯ ЕЛИФЁРОВА #панталоныфракжилет: Что такое языковые заимствования и как они работают М.: Альпина нон-фикшн, 2020

П

опулярные экскурсы в область языковых заимствований, выходящие в России, сводятся по большей части к теме иностранных слов в русском языке. А вот что такое заимствование вообще, по каким признакам мы его отличаем, почему оно возникает в языке, почему ему сопротивляются — книги об этом пока не было. Этот пробел и попыталась восполнить филолог-англист Мария Елифёрова. Информационно насыщенная и серьезная книга счастливо сочетает глубину научного анализа с доступным живым изложением, юмором и лояльностью по отношению к бунтарям и нарушителям норм и канонов.

Книги

НИКОЛАЙ КУКУШКИН Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум М.: Альпина нон-фикшн, 2020

Т

ри с половиной миллиарда лет жизнь на Земле обходилась без нас, и вот, в последние мгновения истории, из этого хитросплетения животных, растений, грибов и микробов выныривает человек и задается вопросом: кто я такой и в чем смысл моей жизни? В своей дебютной книге эволюционный нейробиолог Николай Кукушкин шаг за шагом воссоздает картину мира от неживой материи до человеческого разума. Оказывается, в человеческом страдании виноваты динозавры, легкие существуют благодаря лишайникам, а главным событием в жизни наших предков за последний эон было превращение в червей. «Хлопок одной ладонью» — это история человека и его внутреннего мира, вмещающая в себя весь путь от неорганических молекул до возникновения языка и рассказанная так, будто это рыцарский роман или мифический эпос.

АЛЕКСАНДР СОКОЛОВ Странная обезьяна: Куда делась шерсть и почему люди разного цвета

К

Альпина нон-фикшн, 2020

огда и почему наши предки потеряли свою шерсть? И действительно ли потеряли? Почему мы не голые и не водные, а скорее потеющие обезьяны? Сколько сумасбродных гипотез было предложено, чтобы объяснить нашу безволосость, и почему вопрос остался открытым? Что про эволюцию человека могут рассказать вши и блохи? Как изменился цвет кожи в процессе эволюции: наши предки посветлели или потемнели? А может, сначала потемнели, а потом посветлели? К чему была вся эта чехарда и при чем тут неандертальцы? Зачем голубые глаза лемурам, а лысина макакам? И правда ли, что борода не привлекает женщин, зато устрашает мужчин? Об этом и многом другом рассказывает в своей книге редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ Александр Соколов. Подробности на сайте издательства: http://www.nonfiction.ru «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

33


Фантастический год

Самюэль Батлер

Трактат о правах растений

34

Невероятные приключения главного героя романа С.Батлера в вымышленной стране Эрефон подходят к концу. Впав в немилость у короля и опасаясь за свою жизнь, он отваживается на побег. Ему удаётся с помощью местных мастеровых соорудить воздушный шар и получить разрешение на подъём для переговоров о даровании дождя с одним из эрефонских божеств. После долгого полёта над океаном воздушный шар стремительно теряет высоту, и за борт летит сначала балласт, а затем и всё необходимое, провизия и запасы воды. Желанного богатства обрести не удалось, но главная ценность сохранена – это переводы древних манускриптов, содержащих наставления и пророчества эрефонских мудрецов. Сам Батлер был более удачлив – из Новой Зеландии он сумел вывезти и солидный капитал. И всё-таки новозеландский опыт – в немалой степени и интеллектуальный – самое важное его приобретение.


ия Петра Перевезенцева

В этом номере мы печатаем последний фрагмент из романа – «Трактат о правах растений». За очевидным сатирическим фасадом легко разглядеть уже сложившиеся представления автора о том, какую роль в эволюции играют повторяющиеся действия, привычка, опыт предыдущих поколений – то, что он позже назовёт «бессознательной памятью». Батлер (устами главного героя) заканчивает эту главу пессимистическим суждением о будущем, ожидающем эрефонцев. Он не изменил своего мнения до последних лет жизни, когда решил вновь «посетить» свою страну. В романе «Возвращение в Эрефон» (Erewhon Revisited), изданном в 1901 году, мы узнаём, что чудесное вознесение на воздушном шаре породило культ Сына Солнца и очередную волну фанатизма. Читатель, знакомый с эрефонской историей по Книге Машин и Трактатами о правах животных и растений, вряд ли этому удивится.

В

ернёмся к рассказу о том, что происходило в Эрефоне в последующие годы. Сколько бы новых законов, ужесточающих наказания за тайное мясоедение ни принималось, люди находили способы обойти их немедленно после введения в действие. Шло время, законы, конечно, устаревали, но как только казалось, что они вот-вот будут отменены, случалась какая-нибудь большая беда или появлялся очередной фанатик, взывающий к сознанию и совести нации, и тысячи отправлялись за решётку за незаконную продажу и покупку продуктов животного происхождения. Спустя шестьсот или семьсот лет после смерти великого старца явился философ, который, хотя и не претендовал на общение с незримым духом, но изложил свою доктрину с такой убеждённостью, словно был им вдохновлён. Многие считают, что он не верил своему собственному учению и был тайным пожирателем мяса, а истинной целью его было доведение запретов на употребление животных продуктов до абсурда, то есть до таких пределов, чтобы этого не смог вынести даже самый отъявленный эрефонский святоша. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

35


Придерживающиеся такого мнения считают, что мудрый философ знал, насколько бездейственны окажутся любые законы, которые народ сочтёт греховными. С другой стороны, он прекрасно понимал, что почти безнадёжно убедить эрефонцев в том, что зарезать и съесть овцу вовсе не грешно. Поэтому он попытался доказать людям, что выбор стоит между допустимостью малого греха и гибелью нации. В результате философ выступил с чудовищным предложением, о котором я сейчас расскажу.

В

начале своего трактата он выказал глубочайшую признательность старейшему пророку, чьи усилия и заслуги в деле защиты прав животных много послужили смягчению общественных нравов и признанию того, что жизнь – священный дар. Но, писал он, времена меняются, необходимые уроки обществом давно усвоены, тогда как появившиеся недавно научные данные о природе растений должны вызвать коренные перемены в отношении к ним. Это неизбежно и необходимо – если только нация готова придерживаться тех высоких моральных принципов, которым следовала так долго и которые являются залогом её процветания. Действительно, новых научных знаний добыто было немало. Эрефонцы не имели внешних врагов, были любознательным и умным народом, кропотливо исследовали природу и добились исключительного прогресса в науке и искусствах. В главном музее Эрефона мне показали мощнейший микроскоп, созданный примерно в то время, когда жил философ, о котором я веду рассказ. Считается даже, что именно ему и принадлежал этот микроскоп. Философ был ведущим профессором ботаники Эрефона и – с помощью ли удивительного микроскопа или без оной – пришёл к заключению, сейчас бесспорному для всех. И животные и растения, заявил он, имеют общее происхождение, а, следовательно, жизнь столь же присуща вторым, как и первым. Он провозгласил, что животные и растения – двоюродные братья, а привычное деление на животное и растительное царства является условным, надуманным и безосновательным. Он заявил и продемонстрировал – к вящему удовлетворению тех, кто был способен сформировать собственное суждение по этому вопросу, – что нет принципиальных различий, ни внешних, ни выявляемых каким-либо опытом, между зародышем, что разовьётся в дуб, виноградную лозу или розу, и той частичкой, что превратится (в привычной среде) в мышь, слона или человека. Он утверждал, что процесс развития любого зародыша диктуется той наследственностью, которую он получает от своих предков. Находясь в той же среде, что и они, зерно поступает так же, как поступали они, и превращается в знакомый организм. Если обстоятельства хоть немного переменились, зерно внесёт в своё развитие (успешно или нет) некоторые изме-

36

нения. Если же обстоятельства отличаются коренным образом, оно, вероятно, погибнет – возможно, даже не попытавшись приспособиться к переменам. Всё это, доказывал он, одинаково применимо к зародышам и растений и животных. Далее он связывал развитие растений и животных с мыслительными способностями –истощившимися и ставшими бессознательными, непроизвольными или ещё развивающимися и сознательными. В поддержку своей аргументации относительно растительной жизни он указывал на тот способ, которым все растения адаптировались к своему обычному окружению. Соглашаясь, что интеллект растений на первый взгляд существенно отличается от интеллекта животных, он утверждал, что они схожи в главном. Очевидно, что любой организм целиком и полностью занят тем делом, которое является жизненно важным для его существования, и не выказывает ни малейшей склонности заниматься чем-либо помимо этого дела. Именно это, подчёркивал учёный, является самым неоспоримым доказательством наличия разума. «Растения, – писал он, – не проявляют ни малейшего интереса к делам людским. Роза никогда не поймёт, что семью пять равно тридцати пяти. Бессмысленно рассуждать с дубом о колебаниях в курсе акций. Мы называем и розу и дуб неразумными просто потому, что они не понимают нас, и из этого заключаем, что они не понимают и себя самих. Но что может знать о разуме человеческое существо, рассуждающее таким образом? Кто демонстрирует больше признаков ума – человек или же роза с дубом? Мы отказываем растению в разуме оттого, что оно нас не понимает – но насколько мы сами способны понять его жизнь? Есть ли у нас хоть малейшее представление о том, как крохотное семя превращает землю и воду, воздух и тепло в роскошную розу? Откуда берётся цвет? От земли, из воздуха? Несомненно – но как именно? Эти лепестки с их невыразимой прелестью, эта краска, что затмевает детский румянец, этот аромат, наконец? Взгляните на почву, воздух, влагу – весь тот материал, с которым принуждена работать роза. Разве недостаёт разума в той алхимии, с которой она превращает грязь в свои листья и лепестки? Какой учёный совершит подобное? Отчего никто даже и не пробует? Да потому, что все знают: человеческому уму эта задача непосильна. Мы опускаем руки. Только роза способна на это, оставим это ей – а мы, не постигающие эту магию, всё зовём её глупой, поскольку лёгкость, с которой роза творит свои чудеса, нам недоступна. Взгляните на то, как растения защищают себя от врагов. Они царапают, режут, жалят, отпугивают вонью, выделяют самые ужасные яды (лишь небу известно, как они умудряются их производить), скрывают свои драгоценные семена под ёжеподобными иглами, отпугивают насекомых с тонкой нервной системой, принимая зловещие формы, прячутся, произрастают в недоступных местах и лгут так прав-


доподобно, что вводят в заблуждение даже самых проницательных врагов. Они ставят ловушки, вымазывая их птичьим клеем, или заманивают жертву в скрученные из собственных листьев и заполненные водой чаши. Иные превращаются в подобие мышеловки и прихлопывают обманутое насекомое словно пружиной. Некоторые могут принять причудливую форму, напоминающую пчелу или бабочку и привлекающую настоящего опылителя. Есть и настолько умные, что, кажется, излишне усердствуют в попытках самообороны. Хрен, защищающийся от подземных врагов своей остротой и едкостью, люди сорвут именно благодаря его вкусу. С другой стороны, посмотрите, как умно может действовать растение, если видит, что какое-то насекомое может принести ему пользу.

Ч

то же означает быть умным? Очевидно, надо знать, что нужно делать для собственной выгоды, сделать это и затем закреплять успех постоянным повторением. Скажут, что семя вовсе не желает превратиться в куст розы. В силу каких же причин оно растёт? Но с той же вероятностью можно допустить, что семя не осведомлено о той воле, которая подстёгивает его к действию. У нас нет оснований полагать, что человеческий эмбрион знает, что ему надлежит превратиться в ребёнка и затем во взрослого. Ни одно живое существо не выказывает знания собственной воли или предназначения. Но его уверенность в том, что оно знает свою цель и достигнет её единственно верным способом, бесспорна. Чем меньше сознательности живое существо проявляет в своём поведении и просто действует, действует постоянно и действует успешно, тем более оно убеждает нас в том, что знает, как следует действовать и действовало так бессчётное множество раз в прошлом». «Могут спросить, – продолжает он, – что я имею в виду, говоря о бесчисленном количестве прошлых примеров. Когда это прежде вот это самое семя розы превращало себя в куст розы? Я отвечу вопросом на вопрос. Было ли когда-нибудь в прошлом это семя частью личности того куста, на котором оно выросло? Кто осмелится утверждать, что нет? Тогда я спрошу снова. Был ли этот куст розы когда-либо связан всеми теми связями, которые мы обычно считаем определяющими личность, с тем семенем, из которого, в свою очередь, вырос? Кто станет утверждать, что нет? Далее. Если семечко номер два есть продолжение родительского куста как личности, а куст – продолжение личности того семени, из которого он вырос, то второе семя есть ни что иное, как продолжение личности первого семени. А семя первое продолжает личность своего предшественника и так далее – до бесконечности. Невозможно отрицать факт общности личности между любыми из нынешних семян розы и неким первым, доисторическим зародышем, который уже мог носить имя семени розы.

Таким образом, найти ответ на возражения нетрудно. Семя розы ведёт себя так же, как его предки, умея вспомнить то, что делали они в тех условиях, в которых сейчас находится оно само. На каждой стадии развития всплывают воспоминания о стадии предыдущей, и повторяемость развития такова, что все сомнения – сомнения в сознательности поведения – отпадают. Однако наш оппонент всё ещё возражает: «Допустим, что связь между поколениями настолько крепка и неразрывна, что каждый из потомков способен помнить, как поступали его предки – но как вы покажете, что эта память существует?» Наш ответ таков: «Это видно из того, как действует каждое поколение: в его действиях прослеживаются и повторяются все феномены, что мы ассоциируем с памятью, действия эти направляются памятью, действия эти не могут быть объяснены иначе, как прочной и неизменной памятью, передаваемой из поколения в поколение. Пусть кто-нибудь приведёт мне пример хоть одного живого существа, действующего многопланово и искусно с повторяющимся успехом и в то же время не знающего, какими методами нужно действовать и никогда прежде не демонстрировавшего такого поведения. Приведите такой пример, и я немедленно отступлю от своих позиций. До тех пор же все мои объяснения станут основываться на хорошо известных нам законах. Поведение становится бессознательным, как только направляющие его умения оттачиваются до совершенства и превращаются в выучку. А значит, не следует ждать, что семя розы или эмбрион станут выказывать какие-либо знаки того, что они знают то, что знают. Напротив, выкажи они осведомлённость в том, чего они хотят и как этого достичь, мы бы имели основания сомневаться в этом знании». «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

37


С

трактатом о правах растений я ознакомился в издании, вручённом мне профессором, который редактировал многочисленные ранние труды по данному предмету. Мне не могли не вспомниться слова Спасителя, обращённые к ученикам по поводу полевых лилий, что не трудятся и не прядут, но чьё одеяние превосходит облачение самого Соломона. «Посмотрите, как они растут: ни трудятся, ни прядут?» Так ли это? «Не трудятся?» Может быть и нет – ведь процесс роста теперь достаточно хорошо изучен, чтобы исключить дальнейшие вопросы и сомнения – но всё-таки нельзя не признать, что лилии не были бы столь прекрасны, если бы не приложили к тому никакого труда. «Не прядут?» Конечно, о прялке и речи быть не может, но разве в листе нет текстильной ткани? Что сказали бы полевые лилии на наше заявление, что они «ни трудятся, ни прядут»? Я полагаю, мы бы услышали смиренное цитирование притчей соломоновых: «Взгляни на Соломона во всём его величии – и он тоже ни трудится, ни прядёт». Пусть лилии и говорят о вещах, которых не понимают, но ведь и в самом деле, хотя Соломоны не трудятся и не прядут, их роскошное облачение возникло в результате тяжёлого предшествующего труда и прядения.

Н

о позвольте мне вернуться к сочинению профессора. Я достаточно рассказал о тех доводах, которые он привёл, доказывая, что растения – те же животные, лишь иначе именуемые. Однако я не изложил всю его систему с той полнотой, с которой она была представлена широкой публике. Вывод, к которому он пришёл – или сделал вид, что пришёл, – был таков, что если грешно убить и съесть животное, то не менее грешно поступать так же с растениями или его семенами. Есть их нельзя, настаивал он, если только они не умерли естественной смертью – например, плод, лежащий на земле и обречённый сгнить, или капустный лист, что поздней осенью покрывается желтизной. Таковые отбросы он провозглашал единственно дозволенной пищей для человека с просвещённым разумом. Но даже тогда едок обязан высадить в землю семечки от съеденных яблок или груш, косточки слив или вишен и тому подобное – в противном случае вина его сродни детоубийству. Зёрна злаков, однако, находятся под полным запретом, ибо каждое зёрнышко обладает живой душой не в меньшей степени, чем человек, а потому имеет столь же неотъемлемое право на жизнь. Загнав подобной логической штыковой атакой своих соотечественников в угол и отрезав им все возможности к отступлению, профессор предложил передать поставленный им вопрос на рассмотрение оракулу, которому весь народ доверял безгранично. За помощью к нему всегда обращались в тяжёлые времена брожения умов. По секрету рассказывали, что ближайшая родственница философа была

38

одновременно горничной той самой жрицы, устами которой вещал оракул. Пуританская партия объявила, что ответ оракула, до странности ясный и недвусмысленный, был добыт закулисными интригами. Так оно было или нет, но ответ, в моём приблизительном переводе, гласил: Пусть согрешил ты лишь разок – Всё ж грешен вдоль и поперёк. Но и безгрешного, кто как овечка чист, Придётся тоже кой-чему учить: Бей сам – иль будешь бит. Убей – иль будешь сам убит. Выбирай то, что пожелаешь. Было ясно, что ответом этим отрицалась всякая неприкосновенность растений, назначенных в пищу человеку. А поскольку философ столь убедительно показал, что всё, относящееся к растениям, в равной степени применимо и к животным, то, несмотря на яростные протесты пуританской партии, все законы, запрещающие мясоедение, были отменены подавляющим большинством. Так спустя несколько столетий блуждания в дебрях философии нация пришла к тем выводам, к которым её привёл бы значительно раньше здравый смысл. Даже те святоши, которые долгое время прозябали на диете из джема, сваренного из гнилых яблок и жёлтых капустных листьев, сдались перед неизбежным и перешли на блюда из жареной говядины или баранины с обычными для современного стола гарнирами.

Ч

итатель может подумать, что тот вихрь, что завертел старец-проповедник (см. «Трактат о правах животных» в предыдущем выпуске «Химии и жизни». – Ред.), и те ещё более безумные пляски, в которые их пытался вовлечь – полагаю, с вероломными намерениями – профессор ботаники, на долгое время отбили у эрефонцев охоту внимать пророкам, вне зависимости от того, претендуют ли те на вдохновлённость незримым и могущественным духом или нет. Но в сердце человеческом так укоренено желание верить в то, что некоторым избранным людям доподлинно известна истина – вернее, то, что те провозглашают истиной – и в то, что это избавит их самих от забот мыслить самостоятельно, что через короткий срок самозваные философы и всякие эксцентрики расплодились снова и приобрели ещё большую власть. Мало-помалу они и заставили своих соотечественников принять те абсурдные взгляды на жизнь, о которых я рассказывал в предыдущих главах. У меня мало надежды на исправление эрефонцев – пока они не поймут, что разум, не корректируемый интуитивным, природным чутьём, столь же плох, как инстинкты, не выправляемые разумом.


Земля и ее обитатели

Кандидат биологических наук Н.В. Вехов

н и и н

н

ь

и

Остров Святой Елены в массовом сознании прочно связан с Наполеоном. Но мало кто задумывается, почему ссыльный император страдал и томился на скалистом плато, открытом всем ветрам. Куда делись густые леса, которые видели португальские первооткрыватели? Ответ прост: леса исчезли, когда остров заселили люди.

Вид на Джеймстаун и бухту с моря. Здесь и далее иллюстрации из книги Melliss J.C. St. Helena: a physical, historical, and topographical description of the island, including it geology, fauna, flora and meteorology. L. 1875

П

риродные экосистемы Земли и отдельные сообщества живых организмов различаются по устойчивости к воздействию антропогенных факторов. Наиболее уязвимыми оказываются экосистемы, биомы (совокупности экосистем одной климатической зоны), а также сообщества растений и животных, если они находятся в экстремальных природно-климатических условиях: в горной местности, пустыне, в полярных областях или на островах. Именно здесь биота теснее всего связана с абиотической составляющей, будь это площадь пригодной для жизни суши, длительность периода увлажнения в пустыне или количество тепла и наличие вечномерзлых грунтов. Обитатели таких природных регионов, живущие в узких экологических нишах, чувствительны к любому вмешательству человека, способному нарушить естественное равновесие. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

39


Могила Наполеона. Вокруг видны посадки завезенных на остров деревьев

книги. Но об охране природы люди всерьез задумались совсем недавно, всего век-полтора назад. За многовековую историю человечества накопилось множество примеров нарушений экологического равновесия в уязвимых экосистемах, за которыми следовали перестройки растительных и животных сообществ. Я хочу рассказать, как это происходило на затерянном в океане крошечном острове Святой Елены. Многим он известен лишь потому, что туда, подальше от людских глаз, был сослан свергнутый французский император Наполеон Бонапарт; там он томился в ссылке и умер. Для биолога остров Святой Елены интересен как место обитания множества эндемиков растительного и животного мира, на смену которым пришли сотни заносных видов.

Скала в океане Характерный пейзаж освоенной части острова

Характерная черта регионов с экстремальными природно-климатическими условиями — обилие эндемиков, то есть видов, не встречающихся больше нигде. Океанические острова; Антарктида, тундры и острова Арктики; пустыни Азии, Центральной и Южной Америки, Африки; Тибет, Гималаи, Кавказ и Анды — любое вторжение человека в их хрупкий мир может привести к деградации естественного биоразнообразия. Международный Союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) включил некоторые из этих областей в Список Всемирного наследия, а многие растения и животные занесены в Международную и национальные Красные

40

На географической карте, южнее экватора, на пути проложенных еще несколько столетий назад морских трасс, примерно в центре Атлантического океана можно разглядеть точку, а рядом надпись «остров Святой Елены». Он лежит между 15 и 16° южной широты и 5 и 6° западной долготы. Это надежный ориентир посреди океанических просторов, а посему остров обязан присутствовать во всех атласах и на всех морских штурманских картах. Двадцать первого мая 1502 года, в эпоху Великих географических открытий, необитаемый остров обнаружила каравелла португальского мореплавателя Жуана да Нова на обратном пути после очередного похода в Индию. День его открытия пришелся на день святой Елены, матери Константина Великого, отсюда название. До ближайшей земли, такого же крохотного острова Воз-


несения, — 1125 км, до побережья Африки — 1950 км. Этот остров, около 14 миллионов лет изолированный от материковой суши, — вершина древнего вулкана, скала, которая почти вертикально поднимается из океана. Его площадь — всего 122 км², наивысшая точка, пик Дианы, — 818 м. Верхняя часть горных склонов покрыта тропическим лесом (по большей части вторичным, поскольку эндемичная растительность практически полностью уничтожена человеком); это заповедная зона. Ее окружают голые скалы и травянистые плато, а узкая прибрежная равнина занята каменистыми пустошами, которые перемежаются утесами высотой до 300 метров и береговыми скалами. Климат пассатный, тропический. В возвышенных районах выпадает до 1000 мм осадков в год. Вот каким увидел остров Святой Елены 16 июня 1836 года Чарльз Дарвин, совершавший кругосветное путешествие: «Поблизости от берега еще не сгладившаяся лава совершенно обнажена; в центральных, более высоких частях острова в результате разложения полевошпатовых пород образовалась илистая почва, которая там, где она не покрыта растительностью, расположилась широкими полосами самых разнообразных ярких цветов. В это время года земля, увлажненная постоянными ливнями, рождает особенно яркую зеленую траву, которая по направлению к низменности постепенно все более бледнеет и под конец совсем исчезает» (здесь и далее цитаты из знаменитого «Путешествия натуралиста вокруг света на корабле “Бигль”» — первой книги Дарвина, в основу которой легли его дневниковые записи, сделанные во время плавания). Узкие долины спускаются с гор к побережью и образуют множество бухточек, к которым можно подойти только с моря. В одной из долин находится столица острова Святой Елены — город Джеймстаун, основанный в 1659 году, когда англичане одержали победу над голландцами в борьбе за остров.

Леса до прихода человека «Остров Св. Елены, расположенный в стороне от какого бы то ни было материка, посреди великого океана, и обладающий единственной в своем роде флорой, возбуждает наше любопытство», — записал Чарльз Дарвин. И это действительно так. Еще и потому, что очень непросто установить, какой была природа острова Святой Елены до появления на нем человека. Ее начали исследовать лишь спустя двести—триста лет после открытия, когда значительная часть естественной растительности и животных была уничтожена. Первым исследованием истории, геологии, флоры и фауны острова Святой Елены стал уникальный научный труд уроженца острова, инженера и любителя-натуралиста Джона Чарльза Меллисса, опубликованный в 1875 году. Текст сопровождается десятками цветных изображений ныне вымерших и до сих пор сохранившихся видов растений и животных. Первооткрыватели острова застали его сплошь покрытым лесами. О главной достопримечательности этих лесов писал американский дендролог Эдвин Мен-

На месте уничтоженных по склонам горных хребтов лесов устроены пастбища и хутора поселенцев

Единственный сохранившийся эндемичный вид птиц – святоеленский зуек

нинджер в книге «Причудливые деревья» (М., 1970). «Их называют “капустными деревьями”, но это вовсе не капуста, это маргаритки. Почему эти деревья причудливы? Потому, что в наш атомный век маргаритки — это просто полевые цветы. Но на острове Святой Елены, где Наполеон томился от безделья и грезил о потерянной империи, темп жизни не менялся из тысячелетия в тысячелетие; здесь страницы времени остались неперевернутыми, и маргаритки здесь — деревья, большие деревья. Они принадлежат прошлому, отделенному от нас десятками тысяч, а может быть, и миллионами лет». Флора острова включала изначально около 200 эндемичных видов цветковых и папоротникообразных растений, относящихся к десяти родам. Остановимся на самых экзотических представителях островной флоры, не имеющих аналогов нигде в мире. «Капустное дерево» — это не один вид. Самое распространенное — черное капустное дерево Melanodendron inlegrifolium, до шести метров в высоту, с очень темной корой и красивой раскидистой кроной. Черные стволы обрастают лишайниками, эпифитными мхами и папоротниками. На концах черных веток с большими глянце«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

41


Ныне исчезнувший вид – святоеленская секвойя, или редвуд Святой Елены

Пеларгония семядольная

42

витыми темно-зелеными листьями в октябре и ноябре появляется множество зеленовато-белых, похожих на маргаритки цветков. Мужское капустное дерево Senecio leucadendron отличается бледно-зелеными листьями с неровными краями на кончиках почти голых веток. Из пучков листьев в июне и июле появляются большие белые соцветия маленьких, похожих на маргаритки, густо сидящих цветков, которые в первое время действительно напоминают цветную капусту. Белоствольное капустное дерево Petrobium arboreum — стройное, с более тонкими ветками, чем у черного, — еще в XIX веке было широко распространено на острове. Древовидный дёрен Nesohedyotis arborea совершенно не похож на дёрен шведский, хорошо знакомый жителям севера Европы: в соответствии с названием, это не кустарничек, а высокое дерево. Помимо них, на высоте от 450 до 600 м росли гамвуд (Commidendrum robustum) и скрэбвуд (Commidendrum rugosum). Редким даже до появления на острове человека был гамвуд-ублюдочек, или малое полузонтичное капустное дерево (Commidendrum spurium). Ныне вымершая святоеленская олива Nesiota elliptica произрастала на больших высотах в так называемых туманных лесах на самых высоких хребтах острова. Это девятиметровое дерево не было родственно настоящим оливам, а принадлежало к семейству крушиновых. Три близкородственных эбеновых дерева — вымершее черное дерево острова Святой Елены (Trochetiopsis melanoxylon), красное дерево Святой Елены, оно же – секвойя Святой Елены (T. erythroxylon) и карликовое черное дерево Святой Елены (T.ebenus) также не имеют никакого отношения к калифорнийским красным деревьям или к черным деревьям, древесина которых используется для изготовления мебели, а относятся к семейству мальвовых. Еще один впечатляющий экзот — древовидный папоротник Святой Елены Dicksonia arborescens, характерное растение «древесной папоротниковой чащи» самых высоких участков Центрального хребта. Многие другие эндемичные растения острова растут на стволе диксонии, похожем на пальмовый ствол; таким образом, он играет роль своего рода питомника местной флоры. Необычно выглядело и струнное дерево Acalypha rubrinervis, растение из семейства молочаевых. Свое название оно получило из-за тонких висячих соцветий, напоминавших красные струны. Наиболее густые и малопроходимые заросли древесных растений и древовидных папоротников, под пологом которых встречалось и несколько десятков видов травянистых цветковых растений и папоротников, занимали Центральный хребет острова на высотах более 660 м. На этой высоте во время пассатов уже формируется облачный слой. Количество выпадающих в горах осадков достигает почти 1000 мм в год, и поэтому верхние горизонты хребта постоянно окутаны туманом, там всегда сыро. Для сравнения: в прибрежной части выпадает всего до 140 мм осадков в год, отчего они заняты в основном засушливыми ландшафтами. А густые влажные леса на горных склонах островных хребтов так и называют «туманными», это не красивый эпитет, а ботанический термин.


Некоторые травянистые эндемики острова на первый взгляд кажутся знакомыми, другие удивляют своим видом. Например, тут росли четыре вида валенбергии, рода цветковых из семейства колокольчиковых, почти не отличимых от обычных у нас колокольчиков. А вот пеларгония семядольная (Pelargonium cotyledonis), листопадный суккулент с белыми цветками, на европейскую родню непохожа. И подорожник острова Святой Елены (Plantago robusta), ныне исчезнувший, мало напоминает знакомое нам придорожное растение: есть в нем что-то древнее, от эпохи царствования гигантских папоротников и динозавров.

Фауна без четвероногих В лесах редких и вымерших деревьев, среди кустарников обитали свыше тысячи видов наземных беспозвоночных, из которых более 400 считались эндемиками. Из них нужно упомянуть стрекозу — святоеленского охотника Sympetrum dilatatum, гигантскую уховертку Labidura herculeana, самого крупного представителя этой группы насекомых, более 8 см в длину (не зря ее назвали «геркулесовой»), а также прыгающего паука Наполеона Paraheliophanus napoleon. Пауки — одна из ведущих групп местных насекомых, даже после всех изменений в природных биоценозах под влиянием нескольких сот лет освоения их сохранилось более 280 видов. Среди эндемичных беспозвоночных следует указать необычного вида желтую мокрицу Pseudolaureola atlantica, покрытую шипами наподобие плода каштана. А вот улитка Succinea sanctaehelenae — янтарка святоеленская похожа на своих подмосковных родственниц из того же рода. Однако ее популяции сильно различаются по окрасу, и английское название «краснеющая улитка», видимо, заслужили красные варианты: эти моллюски в самом деле выглядят так, будто зарумянились от смущения. До появления человека этот остров в океане был миром морских птиц. Они селились на всех обрывистых берегах, образуя гнездовые колонии — птичьи базары. Некоторые строили гнезда на кустах и даже в глубине острова, на расстоянии нескольких сотен метров от берега. Несколько сотен видов — пингвины, австралийские качурки и просто качурки (это два разных семейства), альбатросы, буревестники, фаэтоны, фрегаты, олуши, поморники. На зиму сюда прилетают десятки видов птиц из Северного полушария, хорошо известных европейцам: длиннохвостый поморник, козодой, сизоворонка, амурский кобчик с Дальнего Востока, все три вида ласточек (городская, деревенская и береговушка), зарянка, певчий дрозд. Часть видов птиц удалось описать только по ископаемым остаткам, найденным во время археологических работ. Так, в 1975 году обнаружили останки гигантского удода (Upupa antaios). Считается, что он был на 20% крупнее обыкновенного удода и не умел летать. Остров был почти полностью занят лесами, открытых участков с травянистым покровом или пустошей тут было крайне мало, и на них обитало всего пять видов птиц. Два нелетающих вымерших вида, святоеленский погоныш Porzana

Скрэбвуд

Гамвуд

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

43


astricocarpus и более крупный святоеленский пастушок Aphanocrex podarces, видимо, были всеядными и кормились в колониях морских птиц оброненной рыбой, а также яйцами и птенцами. К этому же комплексу птиц открытых пространств относится и святоеленский зуек Charadrius sanctaehelenae — маленькая птичка с длинными ногами и коротким клювом, символ острова Святой Елены. Его изображение украшает герб острова, утвержденный в 1984 году. Еще одна нелетающая птица, не дожившая до наших дней, — наземный голубь Dysmoropelia dekarchiskos. Первооткрыватели острова могли слышать голос мелкой кукушки Nannococcyx psix. А как же четвероногие позвоночные? Их не было. До появления человека на острове не водились млекопитающие, даже мелкие, вроде мышей и насекомоядных. Естественно, не было хищных зверей: на столь малой площади не смогла бы ужиться даже одна пара хищников. Не было земноводных и пресмыкающихся. Единственная ныне известная рептилия острова Святой Елены — самец сухопутной альдабрской черепахи, она же исполинская, или сейшельская (Albadrachelys giganrhea), по имени Джонатан. Его завезли с Сейшельских островов в 1882 году, а вылупился из яйца он, как считается, не позднее 1836 года. Возможно, Джонатан — самая старая черепаха в мире.

Черное капустное дерево

«Растительность положительно британского характера»

Гигантский подорожник острова Святой Елены

Антропогенная трансформация природы острова началась сразу после того, как моряки с каравеллы Жуана да Нова сошли на берег. Португальцы вряд ли по достоинству оценили его биологическое разнообразие, зато решили организовать тут продовольственную базу и перевалочный пункт для своих кораблей, следовавших из Европы в Африку и Азию. Они завезли на остров коз и диких кур. Первым земледельцем острова стал Фернан Лопиш, в одиночестве проживший на нем тридцать лет, с 1515 по 1545 год. В 1503 году мелкий дворянин Лопиш сопровождал португальского морского генерала Афонсу ди Албукерки во время его первого путешествия в Гоа на западном побережье Индии. Когда Албукерки отправился обратно в Португалию за подкреплением, он оставил Лопиша во главе гарнизона. Но Лопиш и другие солдаты перешли на сторону мусульманского населения, многие женились на местных женщинах. Люди Албукерки жестоко наказали изменников, Лопишу отрезали нос, уши, правую руку и палец на левой руке. В 1515 году он пробрался на корабль, идущий в Лиссабон, и то ли бежал, то ли был высажен на острове Святой Елены, где корабль пополнял запасы еды и воды. Лопиш принялся осваивать остров — вырубал и выжигал лес, сажал фруктовые деревья, занимался огородничеством и животноводством. Путешественники жалели искалеченного изгнанника, помогали чем могли. Десять лет спустя Фернан Лопиш отправился в Европу, побывал в Португалии и в Риме, где Папа освободил его от греха отступничества. Но после этого

44


захотел вернуться на свой остров, где и прожил еще двадцать лет. Почти полтора века после открытия остров посещали редко; португальцы ссылали провинившихся на него рабов. Они-то, видимо, и продолжили дело Фернана Лопиша. В 1588 году остров второй раз «открыл» англичанин Джон Кавендиш, моряки провели на Святой Елене двадцать дней. Кавендиш сделал подробную опись острова; в его донесении были замечания о плодородии местных земель, растительных и животных богатствах. Несмотря на то что Святая Елена была пока только местом ссылки, процесс деградации естественных биомов острова был уже запущен. Многосотенные стада одичавших овец и коз, потомки завезенного португальцами скота, принялись за уничтожение естественной растительности, рядом с человеческим жильем появились длинные ряды «деревьев с лимонами, апельсинами, гранатами, финиками и фигами; одни деревья стоят в цвету, на других висят зеленые плоды, третьи увешаны зрелыми плодами». И ведь прошло всего около 80 лет со времени открытия острова. Еще более активное освоение острова Святой Елены началось после 1659 года, когда из формального владения голландской Ост-Индской компании он перешел под юрисдикцию ее британской преемницы. На острове основали единственное поселение, новые колонисты продолжили вырубать леса, расширяя площади под сельхозкультуры. Очень быстро дикий остров приобрел «цивилизованный» вид: ухоженные плантации, аккуратные домики, пастбища и сады. Эта идиллия сохранилась до XX века. Вот что пишет южноафриканский журналист и путешественник Лоуренс Грин в книге «Острова, не тронутые временем» (1962, на русском издана в 1972-м): «На каждой ферме здесь растут апельсины, лаймы, лимоны, фиги, виноград, гуайявы, бананы, персики, гранаты, дыни, арбузы, тыквы. Здесь один яблоневый сад дает владельцу доход пятьсот фунтов в год. <…> Мне посчастливилось увидеть на острове несколько редких сельскохозяйственных культур. Водяной кресс, или жеруха, которая растет в диком виде вдоль горных речушек, в свое время пользовалась хорошей репутацией среди моряков, страдающих цингой. Портулак заменяет здесь шпинат. Дикая малина продается на рынке — из нее островитяне приготовляют джемы и желе. Дягиль растет высоко, среди папоротников пика Дианы. На выставке я купил горшок местного светло-желтого меда. Этот мед собран пчелами с каффир-корновых растений (кафрское сорго), другие пчелы предпочитают алоэ и кактусы, и у них мед темнее и гуще. Артишоки, гуайявы, гранат-гранадилла и несколько видов других экзотических растений и фруктов тоже произрастают на острове. Дикий картофель — редкое явление. Чаще встречаются томаты и сладкий перец. Здесь есть еще дикая мята, которая высушивается и служит “эрзац-чаем” или же разбрасывается в доме как средство против мух. На Святой Елене — пять разновидностей банана. Есть и дикий банан, растущий в ущельях. <…> Кофе был впервые посажен здесь губернатором Пиком более двухсот лет назад. Кофе Святой Елены за-

Мужское капустное дерево

Струнное дерево «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

45


обладает только на самых высоких и крутых гребнях». Это Дарвин еще не упомянул заросли бамбука, норфолкской сосны (на самом деле она не сосна, а араукария), новозеландский лён, который выращивали для производства корабельных канатов (тоже не родственник нашему льну). В рощах эвкалиптов прятались беглые рабы. Компанию свиньям и козам составили дикие кролики.

Козы, крысы, кошки и другие животные

Древовидный папоротник

воевал первый приз на Лондонской выставке в середине XIX века и стоил на Лондонском рынке пенни за фунт — самый дорогой в мире». Грин также пишет, что остров поставлял в метрополию «мясо диких оленей, сейчас уже вымерших (видимо, завезенных и затем полностью выбитых), и черную смородину». Биологи видели трогательную картину освоения диких земель под другим углом. Слово Чарльзу Дарвину: «Удивительно было под 16° широты и на незначительной высоте в 1500 футов встретить растительность положительно британского характера. Холмы увенчаны неправильно насаженными соснами, а пологие откосы густо усыпаны зарослями дрока, покрытого ярко-желтыми цветами. По берегам ручейков часто растут плакучие ивы, а живые изгороди состоят из черной смородины, приносящей свои хорошо известные ягоды. Если принять в расчет, что теперь на острове встречается 746 растений, и из них только 52 вида туземных, а остальные — ввезенные, и по большей части из Англии, то становится понятным, почему растительность имеет британский характер. Многие из этих английских растений растут здесь, кажется, лучше, чем на своей родине; кроме того, тут замечательно принялись некоторые растения из противоположной части света — Австралии. Многочисленные ввезенные виды должны были подавить кое-какие туземные растения, и действительно в настоящее время туземная флора пре-

46

Чарльз Дарвин проанализировал последствия антропогенного уничтожения островных лесов на примере равнин Лонгвуд и Дедвуд. «Если в 1716 г. там было много деревьев, то в 1724 г. старые деревья большей частью свалились, а когда козы и свиньи стали свободно бродить по острову, погибли все молодые деревья. <….> Несколько лет спустя деревья неожиданно сменились жесткой травой, которая распространилась по всей поверхности острова. Генерал Битсон добавляет, что ныне эта равнина “покрыта прекрасной травой и стала лучшим пастбищем на острове”. <….> Более чем сто лет спустя, в 1731 г., когда зло уже совершилось и было непоправимо, был издан приказ об уничтожении всех бродячих животных. Весьма любопытно, таким образом, установить, что прибытие на Св. Елену животных в 1501 г. полностью изменило вид острова лишь по прошествии 220 лет, ибо козы были ввезены в 1502 г., а в 1724 сообщается, что “старые деревья большей частью свалились”. Почти не приходится сомневаться в том, что эта великая смена растительности повлияла не только на наземных моллюсков, <….> но также на множество насекомых». В округе Лонгвуд находится поселок с таким же названием — именно там жил Наполеон, и все биографы отмечают печальный пейзаж окрестностей. Из-за отсутствия крупных хищников козы и свиньи стремительно размножались и не оставляли деревьям шанса. Козы, обглодав нижние ветви, наловчились лазить по ним, объедая последние живые листья, — навыки древолазания у этих животных развиваются не только на Святой Елене. Бесчинство коз продолжалось не менее четырех столетий. Есть свидетельства, что уже в конце XVI века их насчитывалось много тысяч, на маленьком острове паслись огромные стада. Козы съели остров Святой Елены, говорят экологи, и в этой эмоциональной фразе нет особого преувеличения. Местные власти пытались бороться с напастью, в XIX веке еженедельно устраивали «охотничьи среды» с отстрелом коз. Но, видимо, силы были неравными. С кораблей по канатам сбегало множество крыс, они же попадали на землю с грузами. Крысы принялись истреблять эндемичных птиц, досталось от них и растительности. Чтобы уничтожить крыс, люди с самого основания Джеймстауна завозили на остров кошек — для тех же птиц это стало новой угрозой, но людей волновали не птицы, а съестные припасы. Губернатор издал указ об истреблении крыс, однако выловить грызунов, живущих не рядом с людьми, а в дикой природе, охотникам было не под силу.


Каждый, кто ехал на остров, вез с собой все, что его душе было угодно. Фермеры — самые разные сельхозкультуры, охотники – привычных им на Британских островах птиц: кекликов, тетеревов, фазанов, перепелов, турачей, любители декоративных и певчих птиц — майн, голубей, скворцов, овсянок, канареек. Цветоводы завезли на остров зантедескию эфиопскую, она же калла. Вместе с растениями на остров попали бабочки, обычные для Европы, например репейницы или бражник мертвая голова, тропические бабочки из Азии, Африки и Австралии и множество других насекомых. Вселенцы быстро заняли главные позиции в островных сообществах биоты. Этому способствовали небольшая площадь суши (завезенные растения и животные быстро ее осваивали) и теплый климат. В итоге остров заселили виды четырех частей света; экзотическая смесь, азональная по составу и вторичная по происхождению. А эндемики не выдержали конкуренции. После появления человека исчезли секвойя острова Святой Елены (Trochetiopsis erythroxylon), струнное дерево, святоеленская олива, ряд эндемичных злаков, множество видов беспозвоночных животных, в том числе и знаменитые насекомые — гигантская уховертка и святоеленский охотник, жуки и моллюски, нелетающие виды птиц (кроме святоеленского зуйка) и некоторые летающие — святоеленский тайфунник, святоеленский штормовик, святоеленская кукушка. В статусе уязвимого вида находится древовидный папоротник диксония. Единственная эндемичная птица, которой удалось пережить появление людей, — святоеленский зуек, тот самый, который попал на герб острова. Но и с ним не все так просто. Зуек живет на открытой сухой местности, поэтому уничтожение лесов ему не повредило. Более того, распространение скота, выстригавшего обширные участки травянистой растительности, даже позволило виду расширить ареал. Однако к концу XX века численность коз и коров упала, их стало невыгодно содержать на острове, в результате пригодные для гнездования зуйков территории сократились и начали зарастать инвазивными растениями. Численность зуйка уменьшилась вдвое. Из девяти видов экзотических островных эндемиков — капустных деревьев остались шесть, да и то преимущественно во вторичных сообществах, вперемежку с растениями-вселенцами, либо в виде единичных деревьев или в искусственных посадках на острове. Из всего прежнего обилия видов цветковых и папоротникообразных растений сохранилось всего 50 (15 цветковых и 35 папоротникообразных). И это далеко не все примеры антропогенной трансформации природных сообществ острова Святой Елены. Можно ли затормозить разрушение?

«Лес Тысячелетия» Былое природное своеобразие острова уже не восстановить. Вселенцы глубоко внедрились в биотические сообщества, изменив их до неузнаваемости. Это осознают все — и местные экологи-энтузиасты, и приезжие исследователи.

Не помогают никакие ограничительные и запретительные меры, даже самые жесткие. Во многом препятствует защите природы туристическая инфраструктура — приезжие хотят видеть дом, где жил Наполеон, и первое место его захоронения. А еще город с населением более четырех тысяч человек, фермы, плантации, хутора, привычка местных жителей и туристов ездить по бездорожью, прямо через последние зеленые зоны… Многие из сохранившихся на острове видов колониальных морских птиц — северный хохлатый пингвин, золотоволосый пингвин, королевский альбатрос, северный королевский альбатрос, темноспинный дымчатый альбатрос, сероголовый альбатрос, желтоклювый альбатрос, тайфунник Шлегеля и десятки других видов — по классификации МСОП, отнесены к категориям исчезающих, уязвимых или находящиеся на грани исчезновения. Под угрозой находятся еще растущие в укромных уголках пеларгония семядольная, капустные деревья, другие растения эндемичной флоры, десятки видов беспозвоночных животных. Каждому из таких видов нужна индивидуальная программа спасения. В 1990-х годах на острове стартовал самый успешный природоохранный проект — «Лес Тысячелетия» (Millenium Forest). Важный его раздел — восстановление, хотя бы частичное, Великого Леса: тропического леса, некогда покрывавшего площадь в 21 км2 на северо-востоке острова и уничтоженного в XVII–XVIII вв. козами и людьми. Гамвуд, а позже и другие эндемичные виды начали сажать в 2000 году. К 2016 году деревьев было уже около десяти тысяч. Нужно высадить еще 55 000 деревьев на площади 250 га, говорится на сайте проекта. Пусть многие удивительные растения и животные не удастся «оживить», но «Лес Тысячелетия» станет своего рода порталом в биологическое прошлое острова Святой Елены, надеются энтузиасты. На острове существует особо охраняемая природная территория — национальный парк «Дайанас-Пик», учрежденный в 1996 году и расположенный вокруг вершины пика Дианы, наивысшей точки острова. Эта гора, окруженная многочисленными плато и менее высокими вершинами, до прихода человека была покрыта сплошным реликтовым лесом из островных эндемиков, известным как Великий Лес. Вот его-то и начинают восстанавливать по проекту «Леса Тысячелетия». Для этого приходится бороться с норфолкской сосной, растущей прямо на склонах пика Дианы, и зарослями новозеландского льна и ежевики. Непроходимые заросли не только занимают место эндемиков, но и крайне затрудняют научные экспедиции. На острове действуют программы по разведению редких видов в неволе с последующим выпуском в природу. Чем для нас поучителен этот пример? В нашей стране на крупных озерах — Ладожском, Онежском, Байкале и в морях у российских берегов есть множество больших и малых островов. И на этих островах появляются военные объекты, промысловые пункты, поселки и города, разрабатываются месторождения полезных ископаемых. Теперь мы знаем, как хрупки островные экосистемы; их освоение требует очень продуманной природоохранной политики. Будет жаль, если и другие острова «съедят козы». «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

47


Проблемы и методы науки

Восемь запрещенных знаков «Мой мозг не воспринимает цифры». Так говорит школьник, которому надоело решать примеры, так говорю я, когда готовлю материал о ценах на инновационные лекарства. Теперь выяснилось, что заболевание, при котором мозг не воспринимает цифры, существует на самом деле. Известен по крайней мере один случай.

«Слишком странно для слов» Этот видеоролик опубликован на сайте научного журнала, как приложение к статье. Камера позади человека, мы не видим лица, только руки, которые держат большую цифру 8, вырезанную из зеленой «пенки», вроде учебного пособия для малышей. «Это слишком странно для слов», — тихо говорит он. Поворачивает зеленую восьмерку горизонтально, в виде значка бесконечности, и говорит, что теперь она похожа на маску. Поворачивает вертикально. Молча смотрит. Обводит пальцами игрушечную цифру, говорит, что ощущает форму, чувствует, что предмет

48

состоит из двух кругов, но видит нечто бесформенное. Поворачивает ее снова и снова. Потом так же тихо просит сидящего рядом: «Заберите это». Еще один ролик: перед человеком экран ноутбука с одной огромной цифрой и лист бумаги. Он неуверенно берет черный фломастер левой рукой (наш герой левша) и, то и дело переводя взгляд с экрана на бумагу, принимается рисовать. Крючок. Вертикальная черта, более жирная снизу. Еще одна жирная черта, дуга поперек обеих линий. Еще две палочки, еще крючок, короткие черточки внутри крючков. Это еще не все. Испытуемый двигает фломастером поверх рисунка, не касаясь бумаги, будто зачеркивая. Потом откладывает черный фломастер, берет оранжевый и щедро раскрашивает иероглиф. На экране — оранжевая цифра 8 на белом фоне. Так он ее видит. Пациент, известный как Р.Ф.С. (имя не раскрывается по этическим причинам), стал объектом исследования, которое могло бы понравиться знаменитому неврологу Оливеру Саксу, автору книги «Человек, который принял жену за шляпу». Инженер-геолог в возрасте около 60 лет заболел непонятной болезнью: у него начались головные

Фото: Imgorthand, Getty Images

Елена Клещенко


боли, нарушения долговременной памяти, дрожь в руках и трудности при ходьбе. Это был октябрь 2010 года. Врачи заподозрили инсульт, однако в мае 2011 года поставили другой диагноз: кортикобазальный синдром, редкое нейродегенеративное заболевание, при котором погибают клетки коры головного мозга и базальных ядер. Снимки МРТ показывали атрофию теменных долей. Но результаты проверки зрения и функций мозга могли поставить в тупик и самого опытного врача. Р.Ф.С. узнавал изображения на картинках, мог читать. Правильно называл отдельные буквы, хотя иногда путал похожие по начертанию (M — N, P — R, S — Z). Не ошибался, когда ему предлагали назвать другие типографские символы — плюс или знак умножения, квадратик или ромбик, значок номера или доллара. Однако в какой-то момент ему начали казаться странными обыкновенные арабские цифры. Например, цифра 4 на часах переворачивалась задом наперед. В конце концов цифры для него превратились в беспорядочные «клубки спагетти» — профессиональная катастрофа для инженера. Да и в повседневном быту мы читаем и пишем цифры, наверное, сотни раз в день. Р.Ф.С. больше не понимал, что написано на ценнике в магазине или на дорожном знаке. В отеле он делал пометку на косяке своего номера, чтобы найти его, — цифры на двери ему ничего не говорили. В 2011 году таинственного пациента направили на исследования к нейробиологам университета Джонса Хопкинса под руководством Майкла Макклоски и его тогдашних аспирантов Терезы Шуберт и Дэвида Ротлейна. Они описали этот уникальный случай «цифровой метаморфопсии» в статье, которую опубликовал «Proceedings of the National Academy of Sciences» (2020, 117, 27, 16055–16064). К августу 2011 года Р.Ф.С. не мог распознать, назвать или скопировать цифры от 2 до 9, все равно, показывали ему их по отдельности, в виде многозначных чисел или буквенно-цифровых последовательностей. Он описывал то, что видел, как клубок черных линий, которые невозможно сопоставить с какой-либо узнаваемой формой. Если ему предъявляли одну и ту же цифру несколько раз, клубок линий выглядел каждый раз по-разному, так что он не мог запомнить «иероглифы», в которые превратились для него 7 или 5. Если цифра была не черной, а цветной, ее цвет становился для Р.Ф.С. цветом фона. Исследователи перепробовали различные варианты: меняли размер цифр или продолжительность рассматривания, положение в поле зрения, контрастность и мерцание — но мозг Р.Ф.С. упорно отказывался воспринимать проклятые восемь знаков. У ученых возникла идея подключить осязание: так появилась цифра 8, вырезанная из «пенки». Но мозг человека отдает предпочтение зрению над другими чувствами. По словам Майкла Макклоски, чувствовать одно, а видеть другое было тяжелым испытанием для пациента. «Он понимал, что может внести вклад в науку, был готов терпеть исследования. Но это было неприятно». При этом способность оперировать числами не пострадала. Если арифметические задачи предъявляли

в словесной форме, Р.Ф.С. успешно решал их. Он мог прочесть слово «five» или римскую цифру XIV — но не 5 или 14. Жутковатое впечатление, будто неведомая сила по злобной прихоти мешает ему понимать определенные знаки, и только их. Помните типовой отклик запрограммированных персонажей фантастического сериала «Мир Дикого Запада» на запрещенные для них предметы: «Это ни на что не похоже»? Как ни странно, хотя цифры от 2 до 9 были «зашифрованы», 0 и 1 выглядели для Р.Ф.С. нормально, с ними сложностей не возникало. Особый статус нуля и единицы был подтвержден и в некоторых других случаях редких когнитивных нарушений — у кого-то нарушалось только их восприятие, у кого-то только оно сохранялось. Возможно, потому, что эти цифры — самые простые по начертанию, или потому, что они связаны с фундаментальными категориями «отсутствия» или «единственности». Или просто потому, что они похожи на буквы (единица напоминает латинское i или l). Но именно узость аномалии давала шанс ее обойти. Инженер-геолог не сдался. Исследователи разработали для него новую систему «цифр», где значок означал 2, — 8 и т. д. Р.Ф.С. выучил их, перенастроил свой компьютер, чтобы он отображал цифры в виде придуманных ими знаков, и продолжил работать. Лишь три года спустя, в 2014 году, он ушел в отставку и после этого использовал «свои» цифры в быту, например, чтобы записать номер. С часовыми табло и номерами на дверях номеров в отеле ничего нельзя было поделать. Хотя… наверное, не так уж трудно создать и поставить в смартфон приложение для распознавания цифр и перекодировки в «знаки Р.Ф.С.». Но все же: как объяснить эту удивительную аномалию?

Зрячая слепота Авторы рассмотрели вопрос о том, не может ли аномалия быть психогенной или психиатрической и, наконец, не мистификатор ли Р.Ф.С. С такой возможностью считаться нужно: голова предмет темный, и всегда бывают личности, которые пытаются ввести врачей в заблуждение ради каких-либо выгод или просто, чтобы привлечь к себе внимание. Исследователи пришли к выводу, что это невозможно. Во-первых, сопутствующее заболевание мозга существовало, подтверждалось изображениями МРТ. Во-вторых, Р.Ф.С. еще в начале лечения побывал у психиатра, и никаких личностных особенностей, указывающих на возможность симуляции, психиатр не обнаружил. Кроме того, симулянты часто горят на статистике. Когда Р.Ф.С. показывали две цифры и предлагали угадать, какая где, успешной была примерно половина попыток — так и должно быть при случайном выборе. Но если симулянт говорит «не вижу», а врач просит его попытаться отгадать ответ, результат получается ХУЖЕ случайного. Притворщикам редко хватает ума понять, что при честном угадывании одного из двух половина результатов все-таки должна быть правильной, и они отвечают неверно всегда. В-третьих, Р.Ф.С. не пытался получать какие-то льготы по болезни, наоборот, стремился продолжать работать. Наконец, его описание хаоса линий «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

49


вместо цифры очень похоже на известные случаи избирательной неспособности видеть человеческие лица: такие пациенты тоже говорят, что черты лица деформируются, размываются, «плывут». Причина явно не в нарушении зрения. Вспомним, Р.Ф.С. отлично видел два кольца восьмерки, если ее поворачивали горизонтально, да и все остальное, кроме цифр. Очевидно, все дело в том, как мозг обрабатывает изображение. Подобных нарушений известно не так уж мало, и среди них есть не менее таинственные, чем «цифровая метаморфопсия». Многие слышали о явлении ложной слепоты — это редкое неврологическое расстройство популяризовал в одноименном романе канадский писатель-фантаст Питер Уоттс. (В русских переводах научной литературы также «псевдослепота» и, возможно, самый точный вариант — «зрячая слепота».) Некоторые пациенты с поврежденной зрительной корой мозга утверждают, что ничего не видят, но, если их попросить дотронуться до предмета, помещенного перед ними, делают это намного точнее, чем если бы в самом деле были слепыми. Когда такого человека спрашивают о свойствах предмета, он может дать довольно близкое к истине описание, но не признает, что видел объект, а скажет, что «просто догадался». Он обходит препятствия, не пользуясь тростью, и может даже поймать брошенный предмет. Он не сознает, что может видеть, — но он видит. Вероятно, не так хорошо, как обычные люди, но он определенно не слеп! В книге знаменитого индийско-американского невролога Вилейанура Рамачандрана «Мозг рассказывает. Что делает нас людьми» разбирается нарушение другого типа — зрительная агнозия. У пациента, которого называют Джоном, в 1988 году случился аппендицит, а после операции небольшой сгусток крови попал в мозг и вызвал инсульт. Но это был инсульт с весьма необычными симптомами. «Первый признак этого проявился, когда жена Джона зашла в его палату. Представьте удивление Джона (и ее удивление), когда он не смог узнать ее лицо. Он мог узнать ее только по голосу. Он не мог больше узнать ничье лицо, даже собственное лицо в зеркале. (…) Более значимо было то, что он не мог распознать хорошо знакомые предметы. Когда ему показали морковку, он сказал: “Что-то длинное с пучком на конце — это кисть?” Он пытался на основании отдельных частей предмета сделать заключение, чем это могло бы быть, вместо того чтобы распознать предмет сразу целиком, как это происходит у большинства из нас. Когда ему показали козу на картинке, он описал ее так: “Какое-то животное. Собака, наверное”. Часто Джон мог опознать видовой класс, к которому принадлежал предмет; так, например, он мог отличить животных от растений, но совершенно не мог сказать, какой именно предмет из этого класса перед ним. (…) Когда он вернулся домой, он увидел гравюру собора Святого Петра, висевшую на стене десятилетиями. Он сказал, что знает, что кто-то ему ее подарил, но совершенно забыл, что на ней изображено. Он мог удивительно точно ее нарисовать, скопировав каждую деталь, включая дефекты печати! Но даже после того, как он это

50

сделал, он все еще не мог сказать, что это такое. Видел Джон вполне ясно, он просто не знал, что он видит, вот почему дефекты не были для него “дефектами”». При этом Джон по просьбе исследователя давал детальное описание той же моркови — оранжевого корнеплода конической формы — и мог с небольшой помощью водить машину. Про другие объекты на дороге достаточно знать, что это автомобили, умение распознавать марки машин для вождения непринципиально. А вот достать чашку из буфета, где много посуды, было непосильной задачей. Как понять, что там чашка, а что не чашка? Зрительное восприятие, напоминает Рамачандран, обеспечивают десятки участков мозга. Есть области, ответственные за цветовое зрение, за восприятие движения (если инсульт поражает эту область, человек видит подвижные объекты в виде ряда «стробоскопических» картинок), за восприятие человеческого лица. И есть два пути, по которым зрительная информация достигает коры мозга. Так называемый старый зрительный путь идет от сетчатки через древнюю структуру в среднем мозге, называемую верхним бугорком четверохолмия, а затем через подушку таламуса передается в теменные доли коры. Этот зрительный путь позволяет определять положение объектов и ориентироваться среди них. Новый зрительный путь, особенно развитый у приматов, позволяет анализировать увиденное. Этот путь передает информацию от сетчатки через латеральное коленчатое тело таламуса в область VI, или первичную зрительную кору мозга, а дальше разделяется на два потока. Первый, как и старый путь, связан с пространственными отношениями объектов («где» или «как»), второй — с их собственными характеристиками и связями между ними («что»). Путь «что» проходит через область, называемую веретенообразной извилиной, к другим участкам теменных долей. При этом увиденные объекты классифицируются и формируется подборка ассоциаций с увиденным. Повреждение нового зрительного пути при сохраненном старом может быть ответственно по крайней мере за некоторые случаи «ложной слепоты» — удивительного «неосознанного зрения». (Хотя предлагаются и другие объяснения этого феномена.) Симптомы Джона — агнозия, зрение без понимания, — были связаны с нарушением потока «что»: его зрительная информация не обрабатывалась веретенообразной извилиной.

О зрении и сознании Так что же Р.Ф.С.? Напомним, что атрофии у него подвергались как раз теменные доли коры. Его симптомы, по-видимому, не были «классической» ложной слепотой, иначе выбор нужной цифры из двух был бы лучше случайного. Но авторы исследования провели еще несколько серий экспериментов, в которых регистрировали так называемые потенциалы, связанные с событием (ПСС, англ. event-related potential — ERP), — реакции мозга, сопровождающие определенные ощущения, мысленные или физические действия. Они измеряются с помощью обычной электроэнцефалографии. Есть ПСС, которые сопровождают рассматривание


человеческого лица или распознавание задуманного слова среди ряда слов. И вот тут они сделали еще одно открытие. Для Р.Ф.С. приготовили изображения крупных цифр и букв, в которые были вписаны миниатюрные символы, слова, изображения животных, предметов, человеческих лиц или размытые пятна. Ожидаемо, если Р.Ф.С. должен был выбрать нужное изображение из двух, наложенных на буквы или на «его» цифры, он легко справлялся с заданием. Если картинки были на обычных арабских цифрах — ему это не удавалось, он по-прежнему видел «спагетти». Но что поразительно: если на картинке было лицо или слово, которое испытуемому велели искать, в эти моменты ЭЭГ регистрировала специфические потенциалы, ассоциированные с рассматриванием лица или узнаванием определенного слова. На сознательном уровне Р.Ф.С. не видел ни лица, ни слова. Но его мозг видел. Авторы отмечают, что это очень странно: ранее считалось, что эти потенциалы появляются только при сознательном восприятии лица или слова. Однако получается, что их появление с сознанием никак не связано. Мозг видит, но человека в известность об этом не ставит. Авторы комментируют свои наблюдения следующим образом. Наше зрительное восприятие — не «чисто» зрительное: это образ объекта, его положение в пространстве плюс интерпретация объекта; 8 для нас (кроме, может быть, самых маленьких детей) — это «здесь черная восьмерка», а не «загогулина с двумя петлями». Очевидно, бессознательный процесс идентификации цифр у Р.Ф.С. протекает нормально, иначе как объяснить, что дефицит восприятия ограничивается цифрами? Однако каким-то образом нарушена интеграция, взаимодействие идентификации цифры с визуальной информацией о цифре, причем нарушается и визуальное восприятие. Встроенный в цифру стимул (изображение лица или слово) также воспринимается нормально, но аномальные сигналы идентификации цифр мешают их «прочтению» и сознательной идентификации. Как это происходит, за счет каких именно процессов в мозгу — пока неясно, хотя гипотезы авторы предлагают. Итак, болезнь Р.Ф.С. связана с классификацией объектов. Когда мозг относил объект к категории «цифра», все рушилось. Как сказала корреспонденту журнала «Science» Тереза Шуберт, ныне работающая в Гарвардском университете, тот факт, что Р.Ф.С. мог читать буквы, но не цифры, подтверждает предположение, что в мозгу есть особый, отдельный от других функций модуль для обработки цифр. Именно и только арабских цифр, судя по тому, что любая другая форма представления чисел оказывается приемлемой и математические способности более высокого уровня остались незатронутыми. Возможно, исследование феномена Р.Ф.С. поможет лучше понять, что такое восприятие и осознанность. Нам кажется, что нет ничего проще, чем посмотреть и увидеть. Это базовая функция, само собой разумеющаяся для большинства из нас (для тех, у кого нет серьезных проблем со зрением). С тех пор как мы впервые открыли глаза, окружающий мир для нас — картинка. Но теперь

оказывается, что видим мы мозгом, как говорят неврологи, и что между «смотреть» и «видеть» — дистанция огромного размера. Оказывается, можно смотреть и не видеть. И не только из-за психологических помех — невнимательности, которая играет столь важную роль в детективных историях, сосредоточенности на чем-то одном (широко известен забавный эксперимент, в котором люди, играющие в мяч, не замечают, как мимо дефилирует человек в костюме гориллы), нежелания видеть то, что не нравится. Есть «аппаратные» проблемы мозга, и они не только создают парадоксальные аномалии восприятия, но и дают понять, насколько сложна процедура обработки, которую проходит картинка с сетчатки глаза, прежде чем мы скажем: «Вижу». И еще более поразительный факт: можно видеть и не знать об этом. Такая сложная операция, как опознание лица, осуществляется бессознательно, без ведома индивида. Приходится признать, что когнитивные процессы высокого уровня и сознание — разные вещи. Одно может существовать без другого. Нужно ли сознание для мышления, вот в чем вопрос. Журнал «Science», опубликовавший популярную заметку о Р.Ф.С., обратился за комментариями к экспертам, не участвовавшим в исследовании. Одна из них, Сара Аджина, нейробиолог из Оксфордского университета, изучающая ложную слепоту и другие нарушения зрительного восприятия, заметила, что было бы интересно модернизировать эксперимент, предложив Р.Ф.С анимированные изображения. Движущиеся объекты в поле зрения особенно важны для нас. Если нарисованное лицо будет перемещаться внутри цифры, может быть, оно прорвется сквозь путаницу линий и проникнет в сознание? К сожалению, подобный эксперимент едва ли получится поставить: здоровье Р.Ф.С. в последнее время ухудшилось, он с трудом говорит и двигается. Но его уникальная аномалия и готовность помогать исследователям уже принесли неоценимую информацию. В экспериментах и наблюдениях, которые подтверждают, что человек с его великими мыслями и тонкими ощущениями — всего лишь очень сложная декартова машина, всегда есть нечто пугающее. Но пока мы не разберемся в этих загадках, мы не поймем, как чинить «машину», и не сможем утверждать, что знаем все о мышлении человека. И шире — о самом человеке. Как говорит в эпилоге своей книги Вилейянур Рамачандран, величайшее приключение, в которое когда-либо пускалось человечество, — исследование человека, исследование нашего «я», попытка понять, «что или кто является агентом сознания или понимания». Он убежден, что наш мозг — это чудесное, единственное во Вселенной явление, а не «просто мозг обезьяны» и не «просто скопление атомов», как говорят вульгарные материалисты. Отмечая, что сам он стоит на материалистических позициях — «как ученый, я на стороне Дарвина, Гулда, Линкера и Докинза», — этот человек, посвятивший всю свою жизнь изучению машины человеческого мозга, уверен, что наше «я» всегда останется удивительным для нас. История пациента Р.Ф.С. подкрепляет эту уверенность. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

51


52


Размышления

Ю.С. Хохлачев ия Сергея Тюнина

н Сущность всякой веры состоит в том, что она придает жизни такой смысл, который не уничтожается смертью. Лев Толстой

Многие века мировые религии эксплуатировали идею о бессмертии души, которое придает жизни человека смысл, не уничтожаемый смертью. С появлением материалистического взгляда на мироустройство и его логического продолжения, атеизма, ситуация радикально изменилась. Представление о смерти как окончательном прекращении существования личности в значительной мере обесценило смысл жизни конкретного человека. Возможно ли его восстановить в рамках материалистической концепции?

Переселение сознания Надежды на материалистическое воплощение извечной человеческой мечты о бессмертии возродились с появлением кибернетики. К началу XXI века поиск возможностей решения этой проблемы шел в основном в двух направлениях: 1. Перенос личности на компьютер, причем не с получением копии, а с сохранением оригинала. В статье «Переселенцы» (см. «Химию и жизнь», 1986, 2) Э.М. Куссуль пишет: «Акта “переселения” как такового может и не быть. Вот пример: длительное время я живу в тесном контакте с машиной. Все, что поступает через ее рецепторы, воспринимаю я, и наоборот, все образы и мысли, возникающие у меня, становятся достоянием машины. Постепенно происходит такое

слияние, что уже невозможно определить, чья это мысль, чье желание – машины или человека». Предполагается, что по мере старения и выхода из строя нейронов биологического мозга их функции будет выполнять компьютер, а после смерти биологического тела личность полностью «переселится» в компьютер. Очевидный недостаток этого проекта – прижизненная связь человека с компьютером. После того как жизненно важные системы управления телом перейдут к компьютеру, нарушение этой связи неминуемо приведет к смерти переселенца. 2. Использование нейрочипов. В статье «Переселенцы – 2» (см. «Химию и жизнь», 1999, 5) Я.И. Корчмарюк пишет: «…необязательно передавать информацию вовне из черепной коробки. Можно потихоньку создавать новый мозг, постепенно заменяя естественные нейроклетки искусственными и записывая в них всю текущую информацию». В другой публикации Корчмарюк уточняет: нейрочипы «…либо собой подменяют нейроны, образуя искусственный мозг-дубликат, который потом, после смерти человека, нужно будет вынуть из черепной коробки, промыть в кислоте от мертвых мозгов и вставить в тело-робот; или только посредничают, этакими “мобильниками в кармане у Нейрона“, обеспечивают связь с виртуальной копией мозга во внешнем супернейрокомпьютере». Науку о переносе личности на небиологический субстрат этот автор назвал сеттлеретикой (от англ. settler – переселенец). Понятно, что для реализации идеи личного бессмертия предложенными способами «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

53


необходимо решить огромное количество технологических проблем, однако, если научное сообщество придет к выводу, что такой процесс не противоречит фундаментальным положениям естественных наук, ничто не сможет остановить попытки их разрешения. Тем более что реализация рассматриваемых идей, кроме личного бессмертия, обещает решить некоторые весьма важные для человечества проблемы: 1. Увеличить мыслительный потенциал мозга с помощью чипов, причем как на стадии параллельной работы чипов с нейронами, так и после загрузки на небиологический субстрат. 2. Дать возможность прямого обмена информацией между индивидами, то есть создать технический аналог телепатии. 3. Обеспечить прямой обмен информацией индивидов с Сетью и индивидов через Сеть. Это прямой путь к коллективному Разуму, о котором мечтал академик Н.Н. Моисеев. 4. Открыть путь к освоению космоса и глубин океана, поскольку перенос личности на небиологический субстрат позволит человеку работать в таких условиях, в которых жизнедеятельность Homo sapiens затруднительна или невозможна.

Основная проблема переселения Есть, однако, проблема, о которой не упоминают авторы многочисленных статей о переселении личности. А вот фантасты о ней задумываются. Одним из первых этот вопрос рассмотрел Станислав Лем в известном футурологическом произведении «Сумма технологии». С помощью мысленных экспериментов Лем убедительно показал невозможность телепортации личности, то есть передачи всей информации о человеке и затем его удаленного синтеза на основе этой информации. Даже если появятся устройства для поатомного копирования оригинала, то в результате все равно будет получен не исходный организм, а копия, что никак не повлияет на судьбу оригинала. После этого фантасты, которые использовали в своих произведениях телепортацию с помощью электромагнитных волн, постепенно стали переходить на телепортацию посредством разного рода подпространственных туннелей. Однако Лем, не задаваясь при этом такой целью, подсказал, каким образом все-таки можно передать личность (а не ее копию) с помощью сигналов. Он предложил следующий мысленный эксперимент: при рассечении спайки между большими полушариями головного мозга возникает ситуация, когда в одной и той же черепной коробке одновременно существуют две практически независимые друг от друга центральные нервные системы. Если после этого одно из полушарий пересадить пациенту с необратимым повреждением мозга, произойдет дублирование личности. В реальности все, разумеется, намного сложнее, однако мы, как и Лем, рассматриваем только

54

принципиальную возможность такой операции. Тем не менее выводы Лема в части возможности сохранения личности в каждом из полушарий мозга соответствуют медицинской практике. Известно, что при гемисферэктомии – хирургической операции по удалению полушария мозга, с помощью которой лечат некоторые опухоли и эпилепсию, – оставшееся полушарие может выполнять функции целого мозга. После такой операции многие люди сохраняли или восстанавливали навыки речи и мышления. Представим теперь, что замена биологических нейронов на нейрочипы стала реальностью. Предположим также, что имеется возможность программно (чипы все-таки) разделять полушария, копировать их и переводить из активного состояния в неактивное. В таком случае у обладателя мозга, состоящего из нейрочипов, можно скопировать содержание нейрочипов неактивного полушария и с помощью средств связи передать на несколько удаленных баз, а затем на этих базах полученную информацию вновь записать на аналогичные чипы. Если поместить полученные чипы в некое тело (допустим, андроид), снабженное датчиками органов чувств, то можно выбирать, с какой из копий неактивного полушария необходимо соединить (с помощью средств связи) активное, чтобы переместить личность на ту или иную базу. При этом личность одновременно будет находиться в двух местах: там, где находится активное полушарие, и на удаленной базе. Так что если сопутствующие технические проблемы будут решены, телепортация личности вполне может стать реальностью. Принципиально нерешенная проблема сегодняшней сеттлеретики, то, что можно назвать ее основной проблемой, – это доказательство идентичности исходной личности и личности, полученной в результате переселения. В общем-то для практических целей сеттлеретики вопрос о том, сохраняется при переселении оригинальная личность или появляется ее копия, не имеет принципиального значения. Однако с точки зрения социальной психологии и, разумеется, самого переселяемого человека – различие радикальное. При копировании во многом теряется индивидуальный смысл жизни, именно тот, который в религиозной парадигме не уничтожается смертью.

Древний миф и самоидентичность Проблема сохранения самоидентичности объектов в мире, где все течет и все меняется, волновала еще древних греков и была сформулирована как парадокс корабля Тесея. Суть его такова. Корабль, на котором Тесей вернулся с Крита в Афины, афиняне хранили до эпохи Деметрия Фалерского и ежегодно отправляли со священным посольством на Делос. При починке в нем постепенно заменяли доски. И вот среди философов возник спор: тот ли это еще корабль или уже другой, новый? С проблемой связан и такой вопрос: в случае постройки из старых досок второго корабля, какой из них будет настоящим? Древние греки по


понятной причине не могли задаваться вопросом о сохранении личности самого Тесея при замене его «составных частей». Однако нам, чтобы перейти к личности Тесея, надо сначала разобраться с его кораблем. Философская мысль, разумеется, не стояла на месте. За прошедшие века были предложены разные варианты решения этой проблемы, однако все они оказались несостоятельными, поскольку не приводили к всеобъемлющему решению. Обезвредить этот парадокс стало возможным только после создания философом М.А. Розовым теории объектов, свойства которых сохраняются при замене материала этих объектов. Такие объекты Розов назвал куматоидами. В одной из своих публикаций он писал: «Мне представляется, что, вводя представление о социальных куматоидах, мы решаем тем самым проблему способа бытия объектов гуманитарного знания и более того – открываем новую “волновую” эпоху в развитии гуманитарных наук». Волновая метафора возникла из представления о куматоидах как объектах, перемещающихся подобно волне по материалу, из которого они состоят. Основная работа Розова в этой области – «Теория социальных эстафет и проблемы эпистемологии» (Смоленск: издательство Смоленского государственного университета, 2006). Попробуем в рамках теории куматоидов и возникшей на ее основе альтернативной теории куматоидов поискать разрешение парадокса Тесея, а с ним – и основной проблемы сеттлеретики.

Что есть корабль Тесея? Рассмотрим корабль Тесея как физический объект, который постоянно подвергается внешним воздействиям, в нем также постоянно идут внутренние процессы. В результате в каждый момент времени его состояние отличается от того, в котором он пребывал в предыдущий момент. Поэтому на вопрос «тот ли это корабль?» диалектика отвечает отрицательно вне зависимости от проведения ремонтных работ. Однако с точки зрения теории куматоидов речь в парадоксе идет не о физическом объекте как таковом, корабль оказывается социальным куматоидом с персонифицированной историей. То есть системой, которая состоит из сообщества людей, выполняющего какуюто общественную функцию, объектов техносферы, находящихся в пользовании данного сообщества, и имеет продолжительную историю. А принципиальное отличие куматоидов от физических тел состоит в том, что, несмотря на внешние воздействия и внутренние процессы, они сохраняют самоидентичность: инвариантом куматоида служит его функция. Она может полностью сохраняться даже при искажении части заложенной в ней информации, а для восстановления инвариантов и исправления повреждений имеются соответствующие механизмы. Возьмем простейший биологический куматоид – живую клетку. Ее семантическая составляющая – ин-

формация, содержащаяся в геноме. Инвариантом этой составляющей служит информационное обеспечение существования клетки в данной среде. Если геном повреждается, включается механизм репарации ДНК и инвариант сохраняется. Другая составляющая – соматическая, то есть тело клетки (сомой биологи обычно называют тело многоклеточного организма). Если она будет повреждена, то соответствующие механизмы попытаются восстановить целостность и в случае удачи куматоид сохранится. Клетка оказывается еще и простейшим генератором виртуальной реальности: модель окружающей среды закодирована в геноме; на основании заключенной в нем информации клетка реагирует на проявления окружающей среды. Например, осуществляет хемотаксис, движется по градиенту химического вещества к предполагаемому источнику еды. Однако в конце пути ее может поджидать не еда, а ловушка, сооруженная экспериментатором, про которую клетка ничего не знает. Тогда виртуальная модель среды окажется неадекватной и клетка погибнет. При таком подходе не только человек со своим развитым мозгом, который постоянно осмысливает действительность и создает ее модели, но и любой живой объект оказывается генератором виртуальной реальности. С помощью инструментов теории куматоидов можно дать однозначное решение парадокса корабля: 1. Корабль Тесея в течение всего времени, пока он исполнял транспортную функцию, входил в социальный куматоид из корабельной команды, в том числе самого Тесея, и собственно корабля. Пока корабль исполнял транспортную функцию под руководством Тесея, любое изменение (ремонт, модернизация и прочее), не влияющее на выполнение этой функции, не нарушало самоидентичность корабля. Корабль оставался объектом техносферы в составе социального куматоида, выполняющим транспортную функцию. 2. Если не ожидать полного разрушения досок корабля, а производить планово-предупредительный, так сказать, ремонт, то настанет момент, когда будут заменены все доски. Из старых, при желании, можно собрать исходный корабль. Если это делать в то время, когда корабль выполнял транспортную функцию в составе команды Тесея, то и отремонтированный корабль, и изготовленный из новых досок станут инвентаризированными объектами. При этом оба корабля, поскольку они идентичны по функции, следует признать кораблями Тесея, но с разной историей. В мысленном эксперименте можно представить изготовление неограниченного количества кораблей. И все они будут кораблями Тесея, но с разной историей. 3. После того как Тесей перестал использовать корабль по назначению, появился новый куматоид. В нем корабль – это мемориальный объект с персонифицированной историей, а сообщество людей – это все те, кто знал и помнил о подвигах Тесея. Возможность исполнения кораблем функции мемориального объекта определяется исключительно сообществом, в которое «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

55


входит данный социальный куматоид. Если сообщество решает, что для исполнения мемориальной функции допустима последовательная полная замена материала корабля, то корабль и в этом случае останется самоидентичным по функции, то есть «тем же самым». Получается, что причиной возникновения парадокса служат элементарная путаница и использование понятий, неприменимых к рассматриваемой проблеме. Парадокс возникает в рамках диалектического подхода, он представлен как переход количественных изменений в качественные. Анализ на основе теории куматоидов показывает, что это ложная посылка. Качественное изменение объектов техносферы происходит в случаях, если изменяется или утрачивается их функция. В данном случае мемориальная функция корабля при ремонте не утрачивается, и, соответственно, перехода количественных изменений в качественные не происходит. Значит, само появление рассмотренного парадокса связано с тем, что его формулировка не учитывает специфику информационных процессов в человеческих сообществах.

Личность как куматоид Можно ли распространить полученные выводы на человеческую личность и подтвердить таким образом, что при переселении на небиологический субстрат исходная личность остается неизменной? Нет, прямой аналогии здесь быть не может. Человеческая личность – это информационный объект, и этим она отличается от рассмотренного выше объекта техносферы и от других куматоидов: биологических, биосоциальных и социальных. Тем не менее теория куматоидов позволяет объединить эти разнородные явления с помощью общего признака: сохранения идентичности при замене элементов структуры объекта. Вот как выглядит переселение личности на небиологический субстрат с ее точки зрения. В общей психологии под личностью чаще всего подразумевают некоторое ядро, интегрирующее начало, связывающее воедино различные психические процессы индивида и сообщающее его поведению необходимую последовательность и устойчивость. Личность, как и разум, формируется исключительно в процессе социализации индивида. Этот процесс освоения культурного опыта человечества продолжается практически всю жизнь, однако постоянным при этом остается ощущение неизменности собственного «Я» – самоидентичности. Неизменность собственного «Я» субъективно оценивается с помощью механизма рефлексии, то есть высшей формы самосознания, когда субъект анализирует свою деятельность и сознание, в том числе и своего «Я». Сознание и, соответственно, личность не локализуются в какой-то части мозга, а отдельные нейроны и их связи не содержат «элементов сознания». Сознание – это свойство человека как целостного образования. Личность, таким образом, обладает

56

всеми свойствами куматоида: это сложная система, элементы которой не существуют сами по себе; она содержит информационную и соматическую составляющие, а также соответствующие инварианты и механизмы их восстановления. Информационная составляющая личности – семантическая информация, необходимая для функционирования сознания. Ее инвариант – информационное обеспечение рефлексии. Восстановление инварианта происходит через механизмы восстановления сознания. Подробности, несомненно, известны нейрофизиологам, но тот факт, что люди порой теряют сознание и в большинстве случаев оно восстанавливается, подсказывает: механизм восстановления существует. Соматическая составляющая: мозг. Ее инвариант: функция совокупности нейронов мозга, обеспечивающих деятельность сознания. Восстановление инварианта: механизмы регенерации мозга. Личность, как и другие куматоиды, сохраняет самоидентичность в процессе внешних и внутренних воздействий, процессах развития и деградации – в определенных, разумеется, пределах величины воздействий. Если переселение личности все-таки станет технологически возможным, использовать рефлексию для определения оригинальная личность перед вами или ее копия, невозможно. Копия личности, безусловно, станет ощущать себя как оригинал. Критерием сохранения идентичности личности станет, кроме сохранения функций личности, семантического и соматического инвариантов, еще и неразрывность истории динамической структуры мозга. Это означает, что мозг (в отличие от корабля) невозможно разобрать на детали, а затем собрать снова и при этом утверждать, что в данном процессе сохранился оригинал личности. Получится копия. Именно к такому выводу пришел Лем в своей «Сумме технологии». Если бы это было не так, то была бы возможна телепортация с помощью электромагнитных волн, как предполагал Норберт Винер. Поэтому для сохранения оригинала личности необходимо заменять нейроны чипами в режиме естественного восстановления соматического инварианта, то есть методами, схожими с регенерацией мозга, что и обозначено у Лема как «неразрывность истории динамической структуры мозга». Разборка мозга из нейрочипов на детали, так же, как и разборка биологического мозга на составляющие, превращает куматоид в паттерн, а сборка в исходное состояние приведет к появлению нового куматоида (копии личности). Это особенность информационных куматоидов. Так что для сохранения оригинала личности еще придется придумать, как сохранить структуру мозга из нейрочипов в процессе их переноса в андроид. Теперь можно сказать, что методы переноса личности на небиологический субстрат, рассматриваемые именно сеттлеретикой, позволяют сохранить идентичность личности при таком переселении. Если удастся создать нейрочип, в полной мере воспроиз-


водящий свойства конкретного нейрона (в том числе его связи с другими нейронами), то замена нейрона таким чипом не будет уничтожением каких-либо «элементов личности» или нарушением непрерывности истории этой структуры. Данная замена станет аналогом естественных процессов, таких как процессы восстановления мозга после повреждений. Следует особо подчеркнуть, что в статье рассматривается исключительно принципиальная возможность переноса личности на небиологический субстрат. Реальность далеко не всегда соответствует футурологическим прогнозам, тем более что человеческий мозг – самая сложная из структур, известных науке. Не надо быть провидцем, чтобы понять: на этом пути необходимо будет преодолеть

гигантские трудности. Однако вспомним китайскую пословицу: «Путь даже в тысячу ли начинается с первого шага»… Разрешение древних парадоксов, как и проблем сеттлеретики, не более чем демонстрация потенциальных возможностей теории куматоидов, которая позволяет дать понимание процессов биологической, биосоциальной, социальной, а также техносферной эволюции; все это – эволюция соответствующих куматоидов. Сдерживающим фактором развития этой теории оказывается беспрецедентная междисциплинарность рассматриваемых проблем. Преодолеть эти трудности можно только при активном участии специалистов, заинтересованных в столь перспективном синтезе.

Заметка фенолога ЕСЛИ жизнь представляет собой генератор виртуальной реальности, то надо признать, что это активный генератор. То есть такой, у которого виртуальная реальность прорастает в реальность физическую и пытается ее заменить. Из этого есть следствия. Первое: цель жизни — отформатировать Вселенную так, чтобы она соответствовала представлениям жизни о ней. Второе: гомеостаз невозможен в принципе, потому что виртуальная реальность в своих воплощениях никогда не сможет учесть всех законов физической реальности и достижение совершенства откладывается на неопределенное будущее.

Замечание о фундаментальности жизни

К

роме проблемы смысла жизни отдельных индивидов существует проблема смысла существования человечества. Вот цитата из типичного учебника философии: «Философия еще способна обсуждать (но не решать!) вопрос о смысле жизни отдельных индивидов, но вопрос о смысле существования человеческого рода

поставит в тупик любого мыслителя (за исключением верующих людей, считающих, что смыслом бытия человечества служит его приближение к богу, высшей трансцендентальной реальности, которая создает людей в интересах мировой гармонии или по каким-то иным соображениям)». Выход из этой тупиковой ситуации предложил известный физик,

специалист по квантовым вычислениям Давид Дойч в своей книге «Структура реальности». Дойч обосновал концепцию фундаментальности, то есть основательности (если использовать общее значение этого термина) жизни, связав это с фундаментальным (это уже в соответствии со значением термина в научной литературе) принципом «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

57


физики, который теперь известен в научной среде как принцип Чёрча – Тьюринга – Дойча. Сам же спор о фундаментальности жизни имеет давнюю историю. Вот как о нем рассказывает Дойч: «Для Аристотеля было очевидно, что теоретически жизнь – фундаментальна и имеет значительные физические следствия… Но эта очевидность имела весьма ошибочные причины: предположительно отличные механические свойства живой материи и превосходство земной поверхности из-за жизненных процессов. Аристотель полагал, что Вселенная главным образом состоит из того, что сейчас мы называем биосферой (область, содержащая жизнь) Земли, с некоторыми дополнительными вкраплениями – небесными сферами и внутренней частью Земли, – прикрепленными сверху и снизу. Если биосфера Земли для вас основная составляющая космоса, вы, естественно, будете думать, что деревья и животные по крайней мере так же важны, как скалы и звезды в великой схеме всего, особенно если вы не очень хорошо знаете физику или биологию. Современная наука привела к почти противоположному выводу. Революция Коперника определила Землю в подчинение к центральному неживому Солнцу. Последующие открытия в физике и астрономии показали не только, что вселенная огромна по сравнению с Землей, но и что она с огромной точностью описана всеобъемлющими законами, которые вообще не упоминают о жизни. Теория эволюции Чарльза Дарвина объяснила происхождение жизни на языке, не требующем особой физики, и с тех пор мы открыли множество подробных механизмов жизни, но ни в одном из них также не обнаружили особой физики.

Т

аким образом, ко времени моего изучения биологии в школе статус этого предмета изменился на противоположный тому, что Аристотель считал очевидным. Жизнь вовсе перестали

58

считать фундаментальной. Сам термин «изучение природы», под которым подразумевали биологию, стал анахронизмом. Говоря фундаментально, природой была физика. Я упрощу лишь немного, если охарактеризую общепринятый в то время взгляд следующим образом. У физики есть ответвление: химия, изучающая взаимодействие атомов. У химии есть ответвление: – органическая химия, изучающая свойства соединений углерода. Органическая химия, в свою очередь, тоже имеет ответвление: биологию, изучающую химические процессы, которые мы называем жизнью. И это отдаленное ответвление фундаментального предмета интересовало нас лишь потому, что мы сами оказались таким процессом. Физика же, напротив, считалась очевидно важной по праву, так как вся вселенная, включая жизнь, подчиняется ее принципам». Какое же решение предложил Дойч? Он обратился к тезису Чёрча–Тьюринга, который лежит в основе всей науки о вычислениях и, в частности, теории вычислительных машин. А гласит этот тезис, что для вычисления любой вычисляемой функции можно построить машину, которая эту функцию вычислит за конечное время. Для невычисляемых функций, впрочем, такую машину построить нельзя. Тезис был выдвинут в середине тридцатых годов, то есть до появления ЭВМ, А лонсо Чёрчем и его учеником Аланом Тьюрингом, причем они это сделали независимо друг от друга. С п у стя п о л в е к а Д а в и д Д о й ч модифицировал этот тезис, и он теперь известен под именем принципа Чёрча–Тьюринга–Дойча. А гласит он в своем исходном виде, что любой физический процесс может быть промоделирован универсальным вычислителем. То есть физическая реальность счетна. Если же имеющийся вычислитель в принципе не может справиться с такой задачей из-за того, что наши знания о физической реальности изменились, то на основе этих знаний просто будет построен другой вычислитель и реальность опять окажется счетной. Например, мо-

делирование квантовой механики можно провести с помощью квантового компьютера. Принципиальная счетность физической реальности, следующая из этого принципа, и придает ему фундаментальное значение; он обосновывает возможность построения адекватных компьютерных моделей любых явлений во Вселенной. Оттачивая формулировку принципа, Дойч и приходит к идее, что такой универсальный вычислитель оказывается генератором виртуальной реальности, причем один из важнейших генераторов – это человеческий мозг. Вот как о его способности генерировать модели реальности рассказывает британский нейрофизиолог К.Фрит в книге «Мозг и душа: Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир»: «Наш мозг строит модели окружающего мира и постоянно видоизменяет эти модели на основании сигналов, достигающих наших органов чувств. Поэтому на самом деле мы воспринимаем не сам мир, а именно его модели, создаваемые нашим мозгом. Эти модели и мир – не одно и то же, но для нас это, по существу, одно и то же». Дойч, обосновывая идею о том, что жизнь – это и есть универсальный генератор виртуальной реальности, пишет так: «<…> любую физически возможную среду можно передать с помощью универсального генератора виртуальной реальности. Следовательно, чтобы выразить стабильную самоподобность, которая существует в структуре реальности, охватывающей не только вычисления, но и все физические процессы, принцип Тьюринга можно сформулировать во всеобъемлющей форме: возможно построить генератор виртуальной реальности, репертуар которого включает каждую физически возможную среду. Это наиболее жизнестойкая форма принципа Тьюринга. Она не только говорит нам, что различные части реальности могут походить друг на друга. Она говорит нам, что отдельный физический объект, который можно построить с неограниченной точностью, способен выполнять задачу описания или


имитирования любой другой части мультиверса. Набор всех вариантов поведения и реакций одного этого объекта в точности отображает все варианты поведения и реакции всех остальных физически возможных объектов и процессов». Далее Дойч обосновывает аналогию между универсальным генератором виртуальной реальности и живыми организмами: «<…> позвольте мне объяснить сделанное мной ранее замечание, что жизнь – это разновидность формирования виртуальной реальности. Я использовал слово «компьютеры» д ля обозначения механизмов, выполняющих генные программы в живых к летках, но это слишком общая терминология. По сравнению с универсальными компьютерами, которые мы производим искусственно, в некоторых отношениях они делают больше, а в других – меньше. Их не так уж легко запрограммировать для обработки слов или разложения на множители больших чисел. С другой стороны, они осуществляют очень точное интерактивное управление реакциями сложной среды (организма) на все, что только может с ней произойти. И это управление направлено на то, чтобы вызвать определенное ответное воздействие среды на гены (а именно, реплицировать их) так, чтобы суммарное воздействие на них было настолько независимым от происходящего вовне, насколько это возможно. Это больше, чем просто вычисление. Это передача в виртуальной реальности». Таким образом Дойч обосновал применение понятия «виртуальная реальность», известное ещё из античной и средневековой философии, не только к той реальности, которую создаёт человеческий мозг или кибернетические устройства, но и к тем моделям, которые создают все живые организмы в процессе жизнедеятельности. Это очень важное умозаключение для обоснования представления о том, что жизнь не преходящее явление, а столь же фундаментальна, как сама Вселенная. Мнение оппонентов этого представления отлично видно из цитаты

Стивена Хокинга: «…человеческая раса – это всего лишь химический мусор на планете средних размеров, которая вращается по орбите вокруг весьма средней звезды, в ее внешнем пространстве среди сотен миллиардов галактик». Дойч же дает не менее яркий афоризм: «… несмотря на видимость, жизнь – это важный процесс на гигантских весах времени и пространства. Будущее поведение жизни определит будущее звезд и галактик». Из концепции Дойча следует, что смысл существования человечества заключается в реализации фундаментальных свойств жизни. Однако жизнь радикально отличается от других фундаментальных явлений: чтобы жизнь стала «важным процессом на гигантских весах времени и пространства», необходимы постоянные и всё возрастающие усилия на уровне разумной деятельности. При отсутствии таких усилий гибель Цивилизации от угроз планетарного или космического масштаба – исключительно вопрос времени. Постоянно расширяющийся перечень таких угроз регулярно публикуется на различных научно-популярных интернет-ресурсах. По большому счёту речь там идёт о проблеме поддержания гомеостаза в планетарном масштабе. Однако поддержание гомеостаза – это только часть проблемы. Для реализации потенциала жизни необходимо обеспечить непрерывное развитие науки и основанной на ней технологии. А это невозможно без опоры на некую идеологему, которая в рамках материализма придаст неуничтожаемый смертью смысл жизни как человечества, так и человека. Использование инструментов теории куматоидов позволяет если и не решить задачу создания такой идеологемы, то по крайней мере приблизиться к пониманию этой задачи. С точки зрения теории куматоидов появление и эволюция жизни – это появление и эволюция куматоидов: биологических, биосоциальных и социальных. Жизнь в теории куматоидов определена следующим образом: форма движения материи, носителями которой служат вещественно-информа-

ционные структуры, куматоиды, содержащие генератор виртуальной реальности. Эти куматоиды взаимодействуют с окружающей средой через целенаправленную деятельность, а ее адекватность обеспечивается с помощью виртуальных моделей среды. Модели формируются генератором виртуальной реальности при взаимодействии живых существ с данной средой в процессе ее познания. Простейший генератор виртуальной реальности – это живая клетка. Мозг (не только человеческий) – это также генератор виртуальной реальности, но использующий для построения виртуальных моделей семантическую информацию более высокого уровня. При этом одним из основных следствий принципа фундаментальности жизни оказывается вывод о том, что процессы развития технологического потенциала человечества имеют безусловный приоритет над любыми частными целями, которые человечество перед собой ставит. Однако самое главное – принцип фундаментальности жизни позволяет решить проблему смысла существования человечества, которая в нынешней материалистической парадигме считается неразрешимой. Этот принцип можно сформулировать так: жизнь имеет потенциал и возможности д ля преобразования Вселенной таким образом, чтобы обеспечить уровень гомеостаза, достаточный для того, чтобы исключить уничтожение жизни, какими бы причинами оно не было вызвано. Смысл существования человечества – в реализации этого потенциала.

Ю.С. Хохлачев

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

59


Айзек Азимов в 1973 году

А.В. Речкин

Айзек Азимов и его роботы Этот год поистине фантастический, ведь мы отмечаем юбилеи величайших писателей-фантастов ХХ века: в январе — столетие Айзека Азимова, в августе — столетие Рея Брэдбери, в сентябре — 145-летие Эдгара Райса Берроуза, в октябре — столетие Фрэнка Герберта. Научная фантастика перечисленных и многих других авторов — это не только прекрасная художественная литература, но еще и популяри60

зация науки, которая определяет, каким будет наше будущее. Вот почему в выпусках «Химии и жизни» этого года фантастике отведено больше места, чем обычно. Мы продолжаем публиковать традиционные фантастические рассказы и миниатюры в рубрике «Нанофантастика», а также знакомить вас с мыслями великих фантастов. В этом выпуске предлагаем вам идеи и мечты А. Азимова о роботах.


Фантастический год

П

о забавному стечению обстоятельств именно в год, когда родился Азимов, впервые прозвучало слово «робот». Это был 1920 год, а слово употребил Карел Чапек в научно-фантастической пьесе «R.U.R.». Название пьесы было сокращением от чешского названия фирмы Rossumovi univerzální roboti, «Россумские универсальные роботы». Позже Азимов с подачи одного из отцов-основателей современной научной фантастики, редактора журнала «Astounding» Джона Вуда Кэмпбелла-младшего, разработает три закона роботехники. Они принесли Азимову славу писателя-фантаста и популяризатора искусственного интеллекта. Что такое «робот»? Азимов дает предельно короткую формулу: робот = машина + компьютер. Робот — это компьютеризированная машина, способная решать задачи. Они слишком сложны для любого живого существа, за исключением человека, и их не в силах решить машина без компьютера. Сама концепция искусственного устройства, которое имитирует действия и, возможно, внешность человека, достаточно стара. Античность знала «робота» Талоса, он обходил дозором остров Крит, защищая его от вражеского нападения, «золотых служанок» — помощниц Гефеста, Пандору, ее создал бог огня Гефест, Галатею из мифа о Пигмалионе и многих других. Мудрец Лао Цзы упоминал в сочинениях механического человека, разработанного специально для потехи императора. Легенды средневековой истории повествуют о роботе из глины, созданном в Праге в XVI веке и известным под именем Голем. До нас дошел проект создания механического человека Леонардо да Винчи 1495 года, который мог двигать руками и поворачивать голову. Теолог Альберт Великий, по легенде, создал автоматическую

Айзек и Джанет Азимовы на Лунаконе в 1988 году

Фотографии из книги Айзека Азимова, Джанет Азимовой «It’s Been a Good Life», 2002, фотограф Jay Kav Klein

«Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

61


нять элементарные движения по команде, подаваемой голосом, и ставшего экспонатом Всемирной выставки в Нью-Йорке. В 1932 году английский изобретатель Гарри Мей сконструировал человекоподобный автомат, который по голосовым командам садился и вставал, двигал руками и мог издавать звуки. В 1936 году московский школьник Вадим Мацкевич создал первого в России робота-андроида В2М. В 1937 году его создатель был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже. Эпоха 1930-х годов породила множество роботов — в рассказах писателей-фантастов. А сегодня искусственный интеллект стал настолько привычным, что мы ежедневно видим и слышим в новостях о роботе Федоре, отправленном на МКС, или о новых боевых машинах, которые скоро поступят на вооружение различных армий мира. Молодой Азимов, влюбленный в научную фантастику, начал сочинять рассказы, в том числе и об искусственных людях. В то время роботы фигурировали в фантастике как сугубо свирепые существа (в частности, в компьютерных играх), поэтому свежая идея Азимова — три закона роботехники — была, по сути, системой безопасности. Первый и самый важный закон гласит: «Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред». Второй и третий законы дополняют первый: «Робот должен повиноваться всем приказам, которые отдаслужанку, она могла самостоятельно передвигаться и произносила отдельные слова. На Руси существовала своя подобная история — о «железном мужике» Ивана Грозного, причем упоминание о нем сохранилось в письмах голландского купца Йохана Вема. Начало XVIII века стало золотым веком «автоматов» — механизмов, которые при помощи источника энергии (вроде пружины или сжатого воздуха) могли выполнять довольно сложные действия. Игрушечные солдатики маршировали; утки крякали, плавали, пили воду и клевали зернышки. Существовали автоматические «музыканты», «художники» и «писари». Яркий пример, доставшийся нам в наследство из того времени, — хранящиеся в Эрмитаже золотые часы с павлином. В 1798 году итальянский анатом Луиджи Гальвани обнаружил, что под воздействием электрического разряда можно заставить мышцы покойников сокращаться, словно они живые. В результате возникла теория, утверждающая, что искусственную жизнь можно создать, опираясь исключительно на научные принципы, без всякой помощи богов или демонов. Эти идеи привели к написанию книги, которую многие считают первым образцом научной фантастики, — «Франкенштейна» Мэри Шелли. В XX веке роботы заново родились в пьесе Чапека и воплотились в жизнь в проектах английских и американских инженеров. В 1928 году американец Дж. Уэнсли сделал Мистера Телевокса — робота, имевшего внешнее сходство с человеком, способного выполВ статье приведены иллюстрации художника В.Остапенко из книги А. Азимова «Я, Робот»

62


ет человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому закону. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в какой это не противоречит Первому и Второму законам». Таким образом Азимов перечеркнул образ сошедшего с катушек робота, который крушит направо и налево все вокруг, превращая людей в фарш. В результате рассказы о роботах в прежнем виде перестали появляться в течение нескольких десятилетий, если не считать комического направления. Другие писатели тоже стали рассматривать роботов как машины, а не как метафоры. Эти машины выглядели как благожелательные и полезные устройства — за исключением тех эпизодов, когда что-то случалось, но и после этого оставалась возможность для исправления ошибок и улучшений. Эти три закона человечество давным-давно использует. Все инструменты у нас в быту или на работе должны быть безопасными. У ножей есть рукояти, у ножниц — ручки, у электропроводки — изоляция и т. д. Робот — это тот же инструмент, который служит и будет использоваться человечеством для сверхсложных задач, с которыми наши хрупкие тела просто не смогут справиться, например, работа с радиацией в космосе или погружение на дно океана. Помимо нового веянья в фантастике, Азимову принадлежит авторство термина «роботехника» (или «робототехника»), который сегодня применяется во многих сферах жизнедеятельности, от бытовой до военно-космической. Это слово впервые появилось в печати в цикле рассказов о роботах в 1940-е годы. Робототехника привела к появлению новой профессии, придуманной Азимовым, которую он назвал робопсихолог (читай — программист). Главная героиня ряда рассказов Азимова, Сьюзен Кэлвин, — один из первых робопсихологов. Возможно, доктор Азимов при создании ее образа вдохновлялся историей жизни Августы Ады Кинг, графини Лавлейс — она составила первую в мире программу для вычислительной машины. Позже писатель развил свою фантастическую Вселенную, включив в нее детективные романы про «Шерлока Холмса будущего» — сыщика Элайджа Бейли и его напарника, которым стал самый известный и популярный робот из произведений Азимова — Дэниел Оливо. Тогда же доктор Азимов устами одного из героев формулирует новый закон — Нулевой, который утверждает, что робот должен действовать в интересах всего человечества, а не только отдельного человека. Таким образом, робот может нанести вред конкретному человеку, например, террористу, чтобы спасти жизни заложников или предотвратить террористический акт.

Помимо трех и нулевого закона, в 1989 году, во время празднования 50-летнего творческого юбилея Айзека Азимова, в памятной книге «Курсанты Академии» Гарри Гаррисон, со свойственным ему юмором, придумал четвертый закон — роботы должны воспроизводить себе подобных, ибо они — живые существа, и, чтобы стать свободными, должны размножаться. То есть роботы будут стремиться к получению гражданских прав и не захотят оставаться лишь посредственными механическими рабами. Как говорится, в каждой шутке есть доля шутки. Сегодня, согласно наблюдениям Маттиаса Шойтца из Лаборатории взаимодействия людей и роботов Университета Тафтса, люди, работающие с роботами, начинают проявлять к ним эмоциональную привязанность, а это, в свою очередь, может в ближайшем будущем привести к тому, что искусственный интеллект получит юридический статус. Возможно, нас даже ждут митинги и выступления за права механических братьев. Развитие роботов и роботехники, по словам Азимова, приведет к тому, что у людей появится много свободного времени. Возникнет общество, пропитанное духом творчества, в котором люди тянутся друг к другу, новые идеи будут возникать и распространяться с невиданной доселе скоростью, перемены и самые разнообразные достижения улучшат нашу планету (не говоря уже о небольших искусственных мирах, созданных в космосе). Произведения Азимова сугубо позитивны в отношении к будущему человечества и взаимодействию людей с роботами. Это отношение можно охарактеризовать аналогично одному из принципов строителя коммунизма: «Робот человеку — товарищ, друг, брат». Сегодня отношение к роботам и искусственному интеллекту, особенно в фантастической литературе, сменилось почти на диаметрально противоположное. Взять хотя бы серию фильмов «Терминатор» или эпические циклы Фрэнка Герберта «Дюна» и Дэна Симмонса «Песни Гипериона», основная тема которых строится на противостоянии искусственного интеллекта и человечества. Хотя если подобное противостояние и случится когда-нибудь в будущем, то человечество вряд ли выстоит больше пяти минут против глобального техноцентра. Поэтому ни в коем случае не стоит отклоняться от трех законов доктора Азимова при проектировании искусственного интеллекта. Лучшие произведения о роботах Азимова, которые стоит прочесть: рассказы «Робби», «Логика», «Лжец», «Хоровод», «Улики», «Как потерялся робот», «Разрешимое противоречие», «Двухсотлетний человек», романы «Стальные пещеры», «Обнаженное солнце», «Роботы зари», «Роботы и империя». «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

63


64


Фантастический год

Владимир Прягин ия Сергея Дергачева

и

–А

х, Николай Прокофьевич, вы даже не представляете, как я рад вашему визиту! Истинная удача, что вы откликнулись, выкроили денек! Вопросец-то деликатнейший, щекотливый — чужак тут такого может нагородить, что и в три года не разгребешь. А вы человек с понятием, всех нас знаете как облупленных — выросли по соседству, хоть и обретаетесь ныне в столичных высях… Тараторя и улыбаясь, седеющий толстячок воодушевленно тряс руку гостю — господину лет тридцати. Разговор происходил в гостиной, на первом этаже старомодной, но добротно выстроенной усадьбы. — Эк вы, однако, возмужали, заматерели! — не умолкал хозяин. — Не прошла для вас даром служба… Помню, помню, как вы тогда решили, да и отправились — судьбе, так сказать, навстречу. Оно и правильно — скучно молодым в гнездышке, охота мир повидать, себя показать опять же. Это мы тут кукуем по-стариковски… — Как здоровье Маргариты Викентьевны? — спросил гость. — Тьфу-тьфу-тьфу, чтоб не сглазить. Штрих-фон тут чистый, целебный — каждой клеточкой ощущается. Вот разве что в последние дни пошло замутнение — все из-за того треклятого инцидента… Но о делах — потом, позже, я и так вас уже заболтал с порога… Отвернувшись на секунду от визитера, толстячок воззвал: — Рита, Лиля, ну где же вы? — Идем, идем, не волнуйся! Супруга хозяина уже спускалась по лестнице — сухощавая, невысокая, со смеющимися глазами. Она сердечно обняла новоприбывшего, поцеловала в щеку: — Здравствуйте, Коля, здравствуйте! Очень приятно вас снова видеть. А доча наша и вовсе в восторге будет — узнала, что вы приедете, и вся теперь прямо как на иголках, дождаться не может… «Доча» тем временем замерла на верхней ступеньке, словно не решаясь подойти к гостю. Услышав слова матери, она вспыхнула и хотела возразить, но Николай опередил ее: — Вы чудесно похорошели, Лиля… э-э-э… Лилия Григорьевна. Мать барышни попеняла ему с улыбкой: — Полноте, Коля, к чему так официально? У нас тут

не великокняжеский бал. Тем более что вы Лилечку с детства знаете, чуть ли не с пеленок еще… А ты, дорогуша, прекращай там позировать — красоту твою уже оценили, можешь спускаться… Часы пробили три пополудни. За окном сиял и буйствовал поздний май. Оконные створки были распахнуты, занавески раздвинуты, однако ни шмели, ни мухи не залетали внутрь — штрих-защита действовала исправно. Лишь солнечный свет, пропитанный запахом цветущей сирени, врывался в гостиную беспрепятственно, перечеркивал паркет наискось и разбрызгивал искры, соприкоснувшись с дверцей стеклянного шкафа-горки. Обои с пестрым узором казались продолжением садового разноцветья. — Мы, Николай, обедать не садились еще, к вашему приезду подгадывали, — сказал хозяин; он теперь тоже обращался к гостю без отчества. — Повар наш расстарался, ушица будет свежайшая. Вы в своем Петербурге от деревенской еды отвыкли, поди, совсем — ну так мы вам напомним. Пальчики оближете, уж будьте уверены… Слуга, посланный на кухню, вернулся и доложил, что уха поспеет через двадцать минут. Хозяин усадьбы предвкушающе потер руки и принялся расспрашивать Николая об общих петербургских знакомых. Маргарита Викентьевна что-то шепнула дочери; та, бросив взгляд в овальное зеркало на стене, ойкнула и снова убежала наверх — поправить прическу. Мать девушки тоже извинилась и вышла. Гость, оставшись наедине с толстячком, сказал: — Григорий Лукич, давайте, может, пока есть время, посмотрим на ту диковину, что вас настолько обеспокоила? Чтобы я мог поразмышлять более предметно. — Я, признаться, не хотел вам аппетит портить, но раз уж вы сами упомянули… Пойдемте, Николай, предъявлю вам сию нерадостную находку. Придется чуть прогуляться — в комнатах я ее не стал бы держать, сами понимаете… Они вышли из дома. Солнце припекало по-летнему, но листва еще не утратила весеннюю свежесть; ветерок оглаживал кроны. Раскормленная полосатая кошка лениво разлеглась у стены. Усадьба была каменной, двухэтажной, с крошечным мезонином, похожим на сказочный теремок. Перед входом зеленела обширная, аккуратно подстриженная лужайка, которую обрамляли кусты сирени и развесистые старые липы. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

65


Хозяйственные постройки прятались за деревьями. Григорий Лукич подвел гостя к дощатому некрашеному сарайчику и снял навесной замок; дверь недовольно скрипнула. — Прошу, — сказал хозяин со вздохом. Николай вошел, присмотрелся. Перед ним лежала птица с размахом крыльев в аршин — вот только состояла она отнюдь не из костей и мяса, покрытых перьями. Туловище было металлическим, крылья же представляли собой помятый проволочный каркас, обтянутый плотной тканью. Шею заменяла суставчатая конструкция, на которой крепился блестящий шар размером с крупную сливу. Передняя часть шара была стеклянной. — Где вы это нашли? — спросил Николай. — За оврагом, почти у самой межи. То есть я эту штуку сначала в небе заметил — вроде птаха как птаха, но было в ней, знаете, что-то такое странное, неестественное, отталкивающее даже… Только я присмотрелся — она вдруг камнем вниз, будто подстрелил кто-то… Шлепнулась, кусты затрещали, Мичман — тотчас туда… — Простите, перебью. Мичман? — Фокстерьерчик мой — умнейшее, доложу вам, создание… Я, когда верхом выезжаю, всегда его с собой беру, да… Ему эта гадость не понравилась сразу — залаял, прямо зашелся весь… Да и мне прикасаться к ней не хотелось, но оставлять ведь тоже нельзя — вдруг кто-то еще наткнется? Поэтому притащил сюда, замок повесил и стал прикидывать, с кем бы проконсультироваться… — Становому, значит, не сообщали? — Как-то, знаете, остерегся. Он молодой, в должности недавно — я к нему еще толком не присмотрелся. Да и бучу поднимать не хотелось. Сами представьте — начали бы они тут рыскать, выспрашивать, нашу Лилечку напугали бы… Ну и без штрих-сыска не обошлось бы — вот я и вспомнил, что вы как раз по этому ведомству… Адрес ваш у меня имелся — ваша матушка однажды оставила, когда заезжала в гости… В общем, послал вам весточку скорой почтой. Даже, признаться, не ожидал, что так быстро приедете — спасибо огромное еще раз… — Не стоит благодарности. Постараюсь помочь. Гость закончил осмотр, вышел из сарая и, пока хозяин снова запирал дверь, поинтересовался: — Григорий Лукич, у вас есть догадки, откуда эта птица взялась? — Ну, как бы вам сказать, Николай… Не хотелось бы никого ославить без повода, но вы же и сами знаете, кто в уезде меня на дух не переносит… — А, вы про этого, как бишь его… Вы с ним лет двадцать назад судились… — Про него, чтоб ему пусто было. Недаром же люди говорят — чернокнижник… — Давайте все же не забегать вперед. Первая версия — необязательно верная. — Да-да, конечно! Вы профессионал, вам и карты в руки! Но сначала — обед, а то меня совесть совсем замучает. Да и девочки заругают, скажут — утащил дорогого гостя, похитил коварным образом… — Вы им, кстати, так и не рассказали про эту вашу находку?

66

— Даже не заикался. Они у меня натуры чувствительные, особенно доча… Николай кивнул. Лиля была в семье Григория Лукича единственным и поздним ребенком — родители души в ней не чаяли. Ей только что исполнилось восемнадцать — и она всю жизнь провела в родовом поместье. В доме уже накрывали стол. Уха действительно оказалась выше всяких похвал. Наваристая, жирно-желтая, с розоватыми кусочками рыбы и накрошенной зеленью, она исходила аппетитнейшим паром. Едва Николай успел опустошить тарелку, как ему в ультимативном порядке налили еще одну. Он, впрочем, не очень-то и отказывался. Обедали впятером — хозяин с женой и дочерью, Николай, а также учитель Лили, немец Густав Рудольфович, к которому тут настолько привыкли, что считали, по сути, членом семьи. По-русски он говорил свободно и чисто, причем с особенным удовольствием употреблял идиомы. Гостя расспрашивали о жизни в столице, о нашумевшей театральной премьере, о запланированной регате по случаю тезоименитства его величества. Звучали вопросы и о работе, но Николай отшучивался — в Департаменте штрих-воздействий все, дескать, настолько секретно, что нельзя даже выдавать, сколько ступенек на крыльце перед входом. Тем не менее разговор о штриховке все же зашел, хоть и в несколько абстрактном ключе. — Мне кажется, — горячо говорила «доча», — что в старину все делалось проще и в то же время — масштабнее… Вы только, пожалуйста, не принимайте на свой счет, Николай! Ваш департамент — очень серьезная организация, нужная! Но ведь даже вашим лучшим специалистам, насколько я понимаю, приходится выполнять целый ритуал, чтобы получить результат… — Но как же иначе, Лиля? — Вот я и говорю — сейчас иначе никак! А уж если не профессионал за дело берется, а аматёр какой-нибудь, самоучка, то и вовсе — без смеха смотреть нельзя. Вот хотя бы… Она указала на распахнутое окно, и все обитатели дома, что-то припомнив, дружно заулыбались. — Мы ведуна деревенского пригласили, чтобы защиту от мух поставил. Ох, Николай, вы бы видели, что тут было! Ведун этот — дедулька седенький, колоритный такой и ветхий уже совсем… — Сто лет в обед, — вставил немец Густав Рудольфович. — Ага, если не все сто двадцать… Он, наверное, с полчаса вдоль подоконника тут бродил, прищуривался, пришептывал что-то… «Мухи — кыш, в доме — тишь», — примерно в таком вот духе… Николай тоже усмехнулся: — Это вполне обычное дело для тех, у кого способности — средние. Приходится долго сосредоточиваться, чтобы уйти от привычного визуального восприятия и увидеть штрихи, волокна смысловых образов. Кому-то и стишки помогают — настраивают на рабочий лад, так


сказать. Ведун-то ваш в результате справился, разве нет? — Справился, кто же спорит? Он, вообще, хороший, старательный, хоть и смешно на него смотреть… Просто я вспоминаю былины, сказки, где какой-нибудь волхв ударит посохом в землю, произнесет волшебное слово, и тут же — раз! Ураган идет, вековые сосны к земле склоняются… Нет, я понимаю — это, скорее всего, лишь выдумки, но все равно жалею, что теперь так никто не может… Домочадцы снова развеселились, но Николай остался серьезен. Он негромко спросил у Лили: — Значит, вы хотели бы посмотреть, как действует волшебное слово? Не «мухи, кыш», а настоящее, мощное? — Ой, я что-то не понимаю, к чему вы клоните… — Просто хочу устроить наглядную демонстрацию. Она пригрозила пальцем: — Николай, я вас раскусила — вы собираетесь меня разыграть. Но ничего не выйдет, я ведь уже не маленькая! — Неужели откажетесь? Все с интересом ждали ответа. Лиля сказала с притворным вздохом: — Ладно, уговорили, показывайте ваш фокус. Но чур — если слово и впрямь волшебное, то оно должно действовать само по себе. Чтобы мы, как только его услышим, сразу увидели результат. Иначе нечестно! — Это я и планирую. Только, если позволите, чуть попозже — нужен несколько другой антураж. — Вот-вот, — вмешалась Маргарита Викентьевна. — Сначала у нас десерт! — Брюхо — глухо, словом не уймешь, — глубокомысленно подытожил Густав Рудольфович. Из-за стола поднимались разомлевшими и довольными. Мать предложила Лиле: — Прогуляйтесь с Колей в саду, там благодать сейчас. — А и правда, Николай, пойдемте на наше старое место? Сад, обширный и чуть запущенный, честно хранил прохладу; листья тихо шуршали. Лиля подвела гостя к неохватному дубу — с качелями, прикрепленными к толстой ветке. Она устроилась на деревянном сиденье, легонько оттолкнулась ногами. Николай, стоя рядом, неторопливо вытащил портсигар, чиркнул спичкой. Струйка ароматного дыма бесследно растворилась в листве. — Помните, Николай, как вы меня тут раскачивали? Сколько уже прошло — лет десять, не меньше? Вы со мной скучали, наверное. Вы ведь тогда уже взрослый были, а я — ребенок… — Ну почему — скучал? Вы были очень забавная. Заявили мне однажды категорически, что, как только вырастете, я должен на вас жениться… Румянец проступил на ее щеках — и хотя его скрадывала густая тень от дубовой кроны, Лиля перевела разговор на другую тему: — Расскажите все-таки про работу. Должно же там быть хоть что-нибудь без секретов? Меня всегда, например, интересовало, в каком виде штрихи представляются человеку, который профессионально их изучает…

— Ну, в рабочем режиме все выглядит… Как бы это сказать… Мир напоминает детский карандашный набросок — видны отдельные линии, которые сплетаются в смыслы. Если штрих немного подправить, то изменится и реальность… Некоторые люди этим злоупотребляют, поэтому и существует штрих-сыск… — Ой, как же все это увлекательно… Хотя сама я бы в жизни не решилась пойти на такую службу. Вы ведь не с безобидными старичками дело имеете, вроде нашего ведуна, а с чернокнижниками, со всякой жутью кошмарной… Я как-то слышала краем уха — даже железо додумались оживлять… Бр-р, как представлю… Прямо какое-то инстинктивное отвращение… Она передернулась, а гость невольно взглянул в ту сторону, где за деревьями приткнулся сарай с трофейной металлической птицей. — Да, — продолжала Лиля, — я, вообще, трусиха и домоседка. За все эти годы, вообразите, даже в уездном городе не была. Иногда сама удивляюсь… Но мне в поместье хорошо и уютно — да еще и папенька надо мной трясется, никуда отпускать не хочет. Здесь, говорит, самое безопасное место, никакая жуть не достанет… — Он, в общем-то, прав. Ваш отец — из древнего дворянского рода, у него мощнейший штрих-дар, унаследованный по мужской линии. Григорий Лукич, правда, не умеет управлять штрихами осознанно, на примитивно-прикладном уровне — зато держит общий фон. Понимаете, о чем я? Пресловутых мух он прогнать не может, это для него слишком мелко, но оберегает поместье в целом. Поэтому здесь — уют и комфорт… — Да я-то понимаю — и не жалуюсь совершенно. Но все равно иногда хочется куда-нибудь съездить, попутешествовать… Особенно в последнее время — вспоминаю постоянно, что уже взрослая, а ничего не видела толком. Надо бы с папенькой, пожалуй, поговорить… Может, и вы, Коля, поучаствуете? Он вас уважает — глядишь, прислушается… Она встала с качелей, пошатнулась неловко — и ухватилась за его руку. Барышня с гостем оказались совсем близко друг к другу, их взгляды встретились. Шелест листвы на мгновение стих — сад будто затаил дыхание, подглядывая. Но тут Лиля снова залилась краской и, отведя глаза, сказала преувеличенно бодро: — И вообще, вы нам обещали фокус с волшебным словом! Думаете, я забыла? А вот и нет! Публика требует — и чтобы больше никаких отговорок! Он изобразил поклон: — Не смею перечить, сударыня! Но, как я и говорил, нужен антураж. Где у вас тут центр поместья? Штриховой, я имею в виду, а не географический. Чтобы эффект был по-настоящему сильный. — Центр? Скорее всего, пригорок — ну, знаете, вон в той стороне… — Ах да, верно, припоминаю. Тогда давайте я отправлюсь прямо туда, осмотрюсь немного, а вы, если не трудно, позовите всех остальных. Она убежала в дом, а Николай, пройдя через сад и прилегающий луг, поднялся на искомый пригорок. Вид оттуда открылся великолепный. К западу из-за «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

67


деревьев торчала вишнево-красная крыша дома; к востоку блестела речка, за которой зеленели поля. И над всем этим раскинулось небо — синее и прозрачное. А чтобы любоваться было приятнее, на пригорке стояла вкопанная скамейка. Он, впрочем, не стал садиться — просто сделал глубокий вдох и сосредоточился. Прислушался к своим ощущениям. Да, пожалуй, здесь самое подходящее место, узловой пункт. Если отсюда пойдет воздействие, то все должно получиться… — Ну что, готовы, господин фокусник? Лиля вернулась в сопровождении Григория Лукича и немца-учителя. Не было только Маргариты Викентьевны — она, как объяснил ее муж, почувствовала недомогание и прилегла отдохнуть. — Начнем, — сказал Николай. — Григорий Лукич, вы — хозяин поместья, а значит, на вас завязана вся штриховка в окрестностях. Вы разрешаете мне воздействие? — Ну конечно, Коля, что за вопрос? Я всецело вам доверяю. — Благодарю. Итак, сейчас прозвучит обещанное волшебное слово. Все присутствующие затаили дыхание. Глядя главе семейства прямо в глаза, Николай раздельно произнес: — Палимпсест. Повисла пауза. Затем толстячок моргнул: — Что, простите? — Я тоже не поняла, — призналась Лиля растерянно. — То есть слово-то мне знакомо — оно из науки и из искусства. Так называется новый текст или, может, рисунок, сделанный поверх старого… Григорий Лукич вдруг явственно вздрогнул и застыл, полуоткрыв рот. — Папа? Что с тобой? — Не бойтесь, Лиля, — сказал Николай спокойно, — с ним все в порядке, он просто кое-что вспомнил. Это касается вас — и вашего будущего. — О чем вы? Объясните немедленно! — Посмотрите туда. Он вытянул руку, указав направление; Лиля машинально повернула голову. За рекой над полем что-то мигнуло и замерцало в воздухе. Николай комментировал: — Стирается внешний слой, фальшивый рисунок. — Что значит «фальшивый»?! — Когда-то его нанес ваш отец, хоть и неосознанно. Заштриховал поместье со всех сторон, желая вас защитить. — Защитить от чего? — В голосе Лили уже сквозила истерика. — У вас была аллергия — очень редкая, почти экзотическая. Помните, вы сказали, что вас пугают ожившие железяки? Лиля вскрикнула, попыталась рвануться прочь, но Николай ее удержал: — Тише, тише, вам больше нечего опасаться. Подобная аллергия — чисто возрастное явление. Она

68

проходит, когда человек становится взрослым. Просто смотрите, вы сейчас все поймете… Теперь стало видно, что родовые земли накрыты неким подобием прозрачного купола. По его поверхности прошла рябь, а в следующее мгновение купол этот исчез — и проявилось то, что было снаружи. Лиле с трудом удалось себя убедить, что все происходит наяву. Над полем плыла гигантская металлическая конструкция. Продолговатая, словно лодка, с открытой палубой в средней части и с башенкой на корме, с выступающим килем и с решетчатым коническим носом, она сочетала в себе громоздкость и невесомую элегантность. Чуть дальше виднелась еще одна летающая машина — в форме расплющенного цилиндра с вертикальным хвостовым оперением. — Не чернокнижие, а механика особого рода, — объяснял Николай. — Железо не оживает, Лиля. Его просто двигают при помощи штрих-воздействий. Причем воздействия эти настолько специфические и сильные, что у некоторых детей, имеющих обостренное восприятие, возникает болезненная реакция. Это, как я сказал, похоже на аллергию. Выход один — дождаться взросления, когда восприятие обретет устойчивость, резистентность… — Но почему мне сразу ничего не сказали? — спросила Лиля, нахмурившись. — Папа, почему ты молчишь? Она обернулась к отцу, но тот, присев без сил на скамейку, не смог ничего ответить — лишь судорожно вздохнул, вытер пот со лба дрожащей рукой и умоляюще посмотрел на гостя. — Григорий Лукич и сам обо всем забыл — настолько мощным оказалось его желание создать заповедник, где дочке будет уютно и где никто не напомнит ей о вещах из внешнего мира, которые могут ее всерьез напугать. А вместе с ним забыли и остальные, кто жил в поместье. Память возвращалась, если выехать за пределы, но ведь выезжали только слуги. Родители же всегда оставались с вами. Власти разобрались в ситуации и не вмешивались — решили, что закон тут не нарушается, а для вас такое уединение оптимально. Разве что предупредили соседей… Дочь села рядом с отцом и обняла его. Николай продолжал: — На днях вам исполнилось восемнадцать — детство кончилось, аллергия сошла на нет, и настало время снимать защиту. Сюда послали птицу-разведчика — проверить, не ослабел ли «купол». Птица упала, но в итоге все получилось как нельзя лучше — ваш отец связался со мной. Я, естественно, поспешил. Ну а финал вы только что наблюдали — Григорий Лукич все вспомнил и снял штриховой барьер. — Значит, я могу теперь ездить, куда хочу? — Конечно. В мире много интересного, уж поверьте. Вон, кстати, еще гигант — трансконтинентальный экспресс… Лиля смотрела не отрываясь. Испуг все еще плескался в ее глазах, но к нему уже примешивался восторг.


Книги АНЧА БАРАНОВА Коронавирус. Инструкция по выживанию

В

АСТ, 2020

се, что вы хотели знать о коронавирусе, но не понимали, у кого спросить. Первая и пока единственная в России книга, внятно объясняющая, что это такое. Откуда вирус взялся? Как жить в условиях пандемии? Как обезопасить себя и близких? Когда можно будет выдохнуть? Ваша настольная книга от авторитетного специалиста, написанная четко и понятно. Анча Баранова — доктор биологических наук, профессор Университета Джорджа Мейсона (Вирджиния, США), главный научный сотрудник Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, научный директор биомедицинского холдинга «Атлас».

ЛАРА ШЕВЦОВА

В

Эпидемии. Истории выживших АСТ, 2020

истории человечества было несколько страшных пандемий, унесших жизни миллионов людей по всему миру. Чума, оспа, малярия, туберкулез, грипп, атипичная пневмония, лихорадка Эбола… Начиная с декабря 2019 года в Китае появился новый коронавирус и стал стремительно распространяться: из-за его новизны никто не обладает иммунитетом к нему. В книге собраны реальные истории людей, чьи жизни изменила пандемия 2020 года.

ВИКТОР ЗУЕВ Многоликий вирус. Тайны скрытых инфекций АСТ, 2020

О

бласть научных интересов Виктора Зуева — так называемые медленные вирусные инфекции, для которых характерны многолетний инкубационный период, нетипичные поражения органов и тканей и неизбежный смертельный исход. Подобная картина типична для таинственных прионных болезней, но и всем известные вирусы кори, краснухи и даже гриппа, помимо острого заболевания, могут вызывать медленную инфекцию. В книге есть главы, посвященные истории вирусологических открытий, в том числе «из первых рук» — например, воспоминания автора о борьбе со вспышкой натуральной оспы, завезенной в Москву из Индии в 1960 году. Есть и размышления о том, что еще предстоит узнать о болезнетворных вирусах.

К.К. РОКОССОВСКИЙ. Воспоминания без цензуры АСТ, 2019

В

оспоминания К.К. Рокоссовского рассказывают нам об удивительной судьбе Маршала Советского Союза и Польши. В центре повествования — Великая Отечественная война. На страницах книги автор восстанавливает обстоятельства важнейших и кровопролитнейших сражений войны, рассказывает историю своей жизни. Воспоминания публикуются вместе с восстановленными купюрами из авторской рукописи, изъятыми советской цензурой, а также дополнены письмами и фотографиями из семейного архива и комментариями К.В. Рокоссовского, внука, и А.К. Рокоссовской, правнучки прославленного маршала Победы. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

69


художник Рошан Гатаулин

Пишут, что...

Короткие заметки

Солнце стало мрачно, как власяница Зимой 2020 года любители порассуждать о вселенских катастрофах получили хороший повод для разговоров: Бетельгейзе почти потухла, яркость этой звезды упала к февралю почти на две трети. А дело в том, что Бетельгейзе, во-первых, пульсирующий красный гигант, то есть должна вскоре обратиться в сверхновую, а во-вторых, находится так близко от нас, что астрономы видят на ней пятна и прочие интересные детали не хуже, чем на Солнце. Эта близость, свет звезды до нас идет всего 725 лет, и пугает: такая сверхновая натворит немало бед на Земле. Неудивительно, что первую половину 2020 года астрофизики потратили на поиск объяснения феномена затемнения Бетельгейзе. Успеха, похоже, достигли исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики во главе с Андреа Дюпри («The Astrophysical Journal», 13 августа 2020 года). Дело в том, что за год до события пристальное наблюдение за Бетельгейзе начал вести орбитальный телескоп Хаббл. Рассмотрев сделанные им изображения, исследователи заметили, что осенью 2019 года из глубин звезды поднялось облако раскаленной плотной материи, которое покинуло звезду и перешло в ее атмосферу. Оказавшись на достаточном расстоянии, облако остыло так, что в нем образовались частицы пыли. Они-то к февралю и закрыли Бетельгейзе; к лету пыль рассеялась, и звезда обрела былой блеск. Поскольку сейчас звезда расширяется, возникновение в ней потоков вещества не выглядит слишком удивительным. То есть ничего сверхъестественного внутри Бетельгейзе не случилось, и в этом году она взрываться не собирается. А вот про то, не служит ли такой гигантский звездный катаклизм предвестником скорого взрыва, ничего сказать нельзя. Ведь Бетельгейзе пока что единственный претендент на роль сверхновой, игру которого мы можем в деталях наблюдать с Земли.

70

…свойства позитрония — экзотического атома, состоящего из электрона, связанного с позитроном, — значительно отличаются от теоретических предсказаний, и это может быть признаком появления новых частиц или явлений, выходящих за рамки Стандартной модели («Physical Review Letters», 2020, 125, 073002; doi: 10.1103/ PhysRevLett.125.073002)… …из-за карантинных мер, вызванных пандемией COVID-19, атмосфера в Дели настолько очистилась, что эффективность солнечных батарей повысилась на 8%; таким образом, сокращение использования ископаемого топлива способно сделать солнечную энергетику рентабельной («Joule», 2020; doi: 10.1016/j. joule.2020.06.009)… …экзальтация проблем, героизация трагических мужских судеб, возведение мужской дружбы в ранг социальной необходимости — черты переосмысленной маскулинности в постсоветской Грузии; результатом стало изменение семейных порядков и домашней экономики («Этнографическое обозрение», 2020, 3, 161–176)… …солнечные панели для оконных стекол достигли эффективности 8% при прозрачности 43,3% («Proceedings of the National Academy of Sciences USA», 2020; doi: 10.1073/ pnas.2007799117)… …предложен неинвазивный метод оценки давления в легочной артерии, основанный на выделении аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца и определении времени задержки между ними («Акустический журнал», 2020, 66, 5, 556–562)… …девушки с низким уровнем вариабельности сердечного ритма легче воспринимают новую информацию, лучше адаптируются и более терпимы к противоречиям, чем сверстницы с его более высоким уровнем («Физиология человека», 2020, 46, 5, 15–26)…


жни Ибрагим Эрсарач

Пишут, что...

…возможно, еще один человек на Земле полностью излечился от ВИЧ-инфекции, причем без пересадки костного мозга («Nature», 2020, doi: 10.1038/s41586-0202651-8)… …секвенирован геном «живого ископаемого» из Новой Зеландии — туатары Sphenodon punctatus; анализ генома подтверждает близость этого уникального животного к общему предку всех остальных пресмыкающихся и млекопитающих («Nature», 2020, 584, 403–409; doi: 10.1038/s41586-020-2561-9)… …скорость перемещения зарянок в поисках места для отдыха во время перелета не зависит от температуры воздуха, скорости ветра, осадков и числа других зарянок поблизости, слегка зависит от возраста, состояния птицы и календарной даты и весьма сильно — от индивидуальных программ поиска («Экология», 2020, 5, 386–391)… …обилие гадюк на острове Кижи зимой, скорее всего, связано с тем, что они способны переносить температуру до –3°С: в лаборатории они сохраняли подвижность при минус 1,5°С, при – 2°С могли находиться в переохлажденном состоянии от 23 до 121 суток («Зоологический журнал», 2020, 99, 9, 1014–1022)… …способ быстрого определения кишечной палочки в водопроводной воде с помощью акустического датчика основан на регистрации изменений глубины и частоты пиков резонансного поглощения на выходном сигнале до и после инфекции микробных клеток специфичным бактериофагом («Прикладная биохимия и микробиология», 2020, 56, 5, 514–520)… …мегалиты, из которых построен Стоунхедж, происходят из леса Вест-Вудс в графстве Уилтшир, расположенного в 25 км к северу от этого археологического памятника («Science Advances», 2020, 6, 31, eabc0133, doi: 10.1126/sciadv. abc0133)

Короткие заметки

Перевод материи в информацию Информационная эра человечества преобразует материю в информацию, и процесс этот идет с пугающей скоростью. О масштабе бедствия помогают судить рассуждения Мелвина Вопсона из Портсмутского университета («AIP Advances», 2020, 10). В их основе лежит расчет IBM, согласно которому ежедневно на Земле возникает 2•1019 бит информации, или 7,3•1021 в год. Конечно, огромное число этих битов вскоре уничтожается, однако что-то остается. Представим себе, что ежегодно объем сохраненного контента увеличивается на скромный 1%. Тогда спустя 6 тысяч лет число созданных человечеством битов превысит число атомов, составляющих Землю. И это имеет последствия, ведь битам нужно хранилище. Размер одного бита в современных устройствах хранения составляет 25•10-9 м. А размер атома имеет порядок 10-10 м. То есть чтобы сохранить все эти биты, потребуется карта памяти объемом в десятки раз больше, чем объем нашей планеты. Если оценка скорости накопления сильно занижена и на самом деле объем контента растет со скоростью 50% в год, а с учетом все более широкого распространения цифровых устройств и бесчисленных облачных хранилищ фото и видео такая оценка выглядит более справедливой, тогда планета окажется мала информационному обществу уже к 2170 году. Некоторые думают, что информация – это нечто бестелесное. Они ошибаются. Из соображений термодинамики следует, что на создание и уничтожение одного байта при температуре Т требуется не менее, чем 0,69 kT (коэффициент – натуральный логарифм двойки) энергии; и это проверено экспериментально. Совсем нетрудно провести умножение и выяснить, что при росте информации на 1% уже через 5200 лет человечество будет тратить на ее создание всю ту энергию, которую сейчас оно тратит на свою жизнедеятельность. Соответственно при скорости 50% этот предел будет достигнут к 2150 году. Используя формулу Эйнштейна Е=mс2, удается посчитать массу информации. Один бит при комнатной температуре весит ничтожно мало: 3,19•10-38 кг. И сейчас в год мы производим 23•10-17 кг информации. При скорости роста в 1% в год первый килограмм информации человечество накопит не скоро – через 3150 лет. Но если скорость окажется 50%, то это предел будет перейден уже в 2070 году, а в 2245-м масса созданной человечеством информации станет равна половине массы планеты. Вот так и получается, что информационная эра неизбежно превращает само вещество Земли в информацию, и сейчас непонятно: будет этот процесс остановлен или земля в буквальном смысле уйдет из-под наших ног, превратившись в болото информационного контента. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru

71


Нанофантастика

Сергей Кусков Иллюстрации Елены Станиковой

Абрикокосы

Я

их заметил в каком-то супер-пупер или, может, гипермаркете. Бросился в глаза яркий оранжевый ценник. Торговая марка на упаковке была незнакомая — что-то испанское, португальское... Но все надписи порусски. Кроме одной, самым мелким шрифтом: «Made in P.R.C.» Китайцы — народ скромный, свою страну всегда пишут мелким шрифтом. P.R.C. — это People’s Republic of China, ежели кто… «Не содержит ГМО», наоборот, выделено жирным. Смешно: какое гмо может содержаться в этом фрукте? Разве что трансгенный червяк, запущенный на плантацию конкурентами с целью вредительства... Хотя, с другой стороны, хорошо смеяться мне, покупателю, а каково торговцу? Без этой ритуальной наклейки сейчас ни один товар в продажу не выпустишь, даже спички. Цена... Оранжевый ценник не обманывал; с учетом текущего курса доллара, евро и юаня — считай, дешевле, чем даром. В рублях — нет, не скажу, все равно не поверите. Народ, однако, на дармовщину не велся, проходил мимо, и я догадываюсь почему. Наверное, считали, что в ценнике опечатка. А для абрикосов цена, мягко говоря... Вы тоже считаете, что опечатка? Не! Я вам сейчас объясню. Только я немножко длинно и слегка нагружу вас ботаникой. Вы уж потерпите, ладно?

З

амечено, что наиболее заковыристые в исполнении кулинарные рецепты рождаются в странах, где рабочая сила ничего не стоит. В нашей стране это, например, знаменитое царское варенье, оно же изумрудное. Это ж надо придумать: собрать чуть недозрелый крыжовник, каждую ягоду вскрыть, вынуть из середины мякоть с семенами, засунуть внутрь ягоды миндальный орех, а потом сварить это в сахарном сиропе (с вишневыми листьями — как раз для изумрудного цвета) и разложить не в нормальные широкогорлые банки, а в винные бутылки. И все ради того, чтобы какой-нибудь иноземец потом рассказывал в своей заморской стороне о диковинке, какую довелось ему отведать за чаем у русского царя. Со всеми подробностями, включая винную бутылку. А в Китайской империи были абрикокосы — даже не кулинарный рецепт, а нечто большее. Делалось это так: в какой-нибудь из самых южных провинций, где до экватора уже ближе, чем до Пекина, абрикосовую плантацию устраивали рядом с кокосовыми пальмами. И когда наступала пора цветения абрикосов (а пальмы цветут и плодоносят круглый год, им все едино, они на экваторе так привыкли), китайских девушек посылали выщипывать тонкими пальчиками тычинки из абрикосовых цветков. И пчелы, прилетающие опылять абрикосы, обнаруживали, что пыльцы в цветках нет, и за ней приходилось лететь туда, где есть. Ближайшее место — кокосовые пальмы.

72


Так рождалось это маленькое чудо (сейчас будет обещанная ботаника). Плод абрикоса — костянка, но косточку можно рассматривать как орешек. Собственно, миндаль — ближайший родственник абрикоса, плод — та же костянка, но в кулинарии он числится именно в категории орехов. Абрикокос — тоже костянка. А внутри — кокосовый орешек, только очень маленький. Императорский фрукт.

Т

ычинки выщипывать— работа нудная, еще даже хуже, чем крыжовник ковырять. А пчелы прямо зверели. Пчела трудолюбива как пчела, но мотаться, знаете, туда-сюда!.. Озверевшие пчелы кусали кого ни попадя, в первую очередь девушек, но кто на это смотрел? Нынче времена уже не те. И рабочая сила в Китае далеко не дармовая. Вон, китайский автопром даже собирать машины приспособился в России: наверное, у нас дармовее. И девушки свои права знают, на плантацию с кусачими пчелами их так просто не загонишь. Да и некому приказать загонять: давно нет в Китае императора. Стоимость производства традиционным способом выросла неимоверно, к тому же не стало заказчика, готового брать продукцию, не считаясь с ценой, — императорского двора. Так бы и остались абрикокосы кулинарной легендой, но наступила эпоха генной инженерии.

Инженеры от генетики создали сорт абрикосов, у которых тычинки в цветках отсутствуют. Вообще! Ощипывать цветки вручную теперь не нужно, а это основная статья себестоимости. Пчелам, конечно, ничуть не легче (еще и кусать некого, никто ж не идет тычинки щипать!) — ну и леший с ними. По сравнению с обычными абрикосами все равно выходит дороже, потому что не во всяком климате посадишь рядом абрикосовое дерево и кокосовую пальму; но кто знает, что в ценнике не опечатка, — тот понимает, за что платит. Императорский фрукт!

И

чем вы теперь недовольны? И что вы тычете в эту надпись: «Не содержит ГМО»? Во-первых, я же сказал: дежурное заклинание, без него даже спичек не продашь. Что спички — курево не купят, пока на коробке не прочитают! Хотя, спрашивается, какого гма бояться человеку, по своей воле глотающему табачный дым? В составе которого никотин, что одной каплей убивает лошадь, — пожалуй, самый безобидный компонент. А во-вторых, все верно. Абрикокосы гма не содержат, они гмом являются. И не надо здесь про обман потребителей. Все честно, насколько может быть честно в торговле. Говорите, даром не возьмете? И дешевле не надо? Ну и ладно. Их, конечно, и так практически не берут, а теперь вообще. А я завтра пойду и куплю еще. Я не суеверен. «Химия и жизнь», 2020, № 8, www.hij.ru



Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.