Знание - сила, 2007 № 07 (961)

Нужно строить другой нейтринный телескоп — более чуткий, основанный не на хлоре, а на галлии! Если разные нейтрино переходят друг в друга — значит, они имеют ненулевую массу. Возможно, что суммарная масса всех нейтрино во Вселенной даже превосходит общую массу всех звезд!

А то астрономы жалуются: темп вращения галактик обнаружил в них некую «скрытую массу», которая проявляется и в темпе наблюдаемого расширения Вселенной...Наконец-то «локальная» физика частиц сомкнулась с глобальной физикой Космоса!

Два дерзких американца — Вайнберг и Глэшоу — только что сочинили первую главу глобальной физики частиц и полей. Они предположили, что в начале Большого Взрыва Вселенной спектр природных сил был иным, чем в наши дни. Электромагнитное взаимодействие было слито со слабым — тем, что вызывает распад нейтрона и ядер атомов!

Расчеты Вайнберга и Салама предсказывают наличие в нашем мире очень тяжелых квантов слабого поля: они примерно в сто раз тяжелее протона! Где можно увидеть таких монстров? Нужно строить еще более мощные ускорители протонов — благо, правители США готовы оплатить эту стройку, в надежде на освоение внутрипротонной энергии. Как хорошо, что есть на карте Советский Союз, тоже готовый на военно-научные авантюры в азарте гонки вооружений.

Одной советской угрозы американцам хватит для организации поисков частиц Вайнберга — Салама: их обнаружат в 1983 году на специальном ускорителе в Брукхейвене. Наблюдая за распадами этих частиц, физики узнают замечательный факт: Природа запасла всего 6 разных сортов кварков, не больше и не меньше!

Кстати: модель Вайнберга-Салама предсказывает существование еще более массивных частиц — скалярных бозонов Хиггса, которые придают разные массы кваркам и лептонам. Но в 1991 году СССР распадется на букет республик и монархий — вроде того, как нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино. После этого гонка вооружений в мире остановится; постройка новых дорогих ускорителей прекратится даже в США, и открытие частиц Хиггса отложится до неведомых времен...

А что успели сделать математики в своей экзотической вселенной за послевоенные годы? Они сделали третий шаг на пути сотворения новых миров. Вслед за миром чисел (который создали эллины) и миром функций (его создали Декарт и Ньютон) появился мир многообразий — гладких или топологических, алгебраических или бесконечномерных. Разнообразные симметрии этих миров были строго измерены группами Ли, которые тоже являются многообразиями.

При этом в группах Ли была замечена удивительная гомотопическая периодичность Ботта. Ее открыватель доказал, что двукратное пространство петель над унитарной группой (столь любимой физиками) изоморфно самой группе! Факт красивый и полезный для геометров; а что он странный — так мало ли странных фактов в теории чисел! Ясно, что в теории многообразий их должно быть не меньше. Вот, один из них открыл француз Рауль Ботт; другой — американец Джон Милнор; и так далее.

Все это — правда. Но недавно выяснилось, что группы Милнора измеряют разницу между гладкими многообразиями и их кусочно-линейной родней. Группы Ботта (названные К- теорией) описывают разнообразие векторных пучков над любыми фигурами. Только так геометрам ХХ века удалось обобщить и понять маленький странный факт родом из XIX века: существование листа Мебиуса, не вложимого в плоскость, потому что она ориентируема, а он — нет. Кто и когда сумеет обобщить и понять сходным манером маленький странный факт топологии, замеченный Боттом? Это еще не ведомо.

Наконец, маленький факт из алгебры XVII века: пресловутая теорема Ферма. Сколь многие удачливые математики откусывали по кусочку от этого пирога — а он все высится, непокоренный! Не потому ли, что никто не рассматривал эту проблему с новой колокольни — из теории алгебраических многообразий, которая теперь нерушимо породнилась с теорией чисел?

А ведь где-то уже ходят в школу смышленые мальчишки, которым это дело окажется по плечу! В Германии подрастают Герд Фальтингс и Герхард Фрай; в Англии — Эндрю Уайлз; в США — Кен Риббет. Он станет «научным внуком» Джона Милнора и докажет гипотезу Фрая о выводимости теоремы Ферма из гипотезы Танияма. Жаль, что этот вдохновенный японец не дожил до признания своих наивных рассуждений настоящей, строгой математикой! Увы — такова участь очень многих первопроходцев в науке.

Заглянем теперь в квантовую биологию. За последние 20 лет она совершила скачок, не уступающий прогрессу физики или математики. Только что Нобелевский комитет вспомнил о заслугах Макса Дельбрюка — первого физика, ставшего биологом после того, как он научился исчислению квантов у Нильса Бора, а исчислению генов у Томаса Моргана. Пора Дельбрюку и его другу Лурия получать премию за их первый, давний прорыв в генетике бактериофагов и прочих вирусов! Тем более что ученики Дельбрюка и Лурия уже увенчаны Нобелевскими лаврами.

Удачник Джемс Уотсон получил их 8 лет назад — за то, что он первый угадал двойную спираль ДНК по рентгенограммам Розалинды Франклин. Ей не повезло и тогда, и потом: ранняя смерть — и никаких премий! Иное дело Барбара Мак-Клинток: она заметила «прыгающие гены» у кукурузы в 25 лет, но только в 80 лет получит за это Нобелевскую премию!

«Мальчишка» Дельбрюк моложе Барбары на целых 4 года — и вот его уже награждают, всего через 30 лет после главного открытия его жизни... Везунчика Уотсона и его буйного друга Крика наградили через 9 лет после их звездного часа. С тех пор Крик заслужил (но не получил) еще одну премию: вместе с Маршалом Ниренбергом и Говиндом Кораной он расшифровал природный генетический код. Он оказался един для всех живых организмов Земли; значит ли это, что жизнь возникла на Земле лишь однажды?

Как же редки должны быть населенные планеты в нашей Вселенной! Интересно: как началось на нашей планете приключение по имени Жизнь?

Кажется, что сейчас информация в глобальном молекулярном компьютере движется лишь в одну сторону: из ДНК в РНК, оттуда — в белки, из которых составлены органеллы живых клеток. То есть, ДНК в клетке играет роль постоянной памяти в ЭВМ. Напротив, РНК — это оперативная память, а рибосома — процессор, синтезирующий белки по указаниям, записанным в РНК.

Неужели содержимое постоянной памяти остается неизменным миллионы лет? Этого не может быть! Иначе эволюция ДНК была бы невозможна, а с нею вместе — эволюция живых организмов! А она ой как быстро идет: порою — в масштабе веков (у собак) или даже лет (у вирусов гриппа)!

Должен быть некий механизм ПЕРЕНОСА обновленной информации из РНК в ДНК — ибо есть в Природе организмы, вовсе не содержащие ДНК. Таковы многие вирусы растений и животных: они нередко вызывают раковые заболевания своих «хозяев», вмешиваясь в содержимое их генома.