Дві тисячі п'ять з плюсом

За що через 40 років дадуть Нобелівську премію

Прийнято думати, що підсумки "наукового року" підводяться в жовтні - на тому тижні, коли шведська королівська академія оголошує імена нових нобелівських лауреатів. Проте це не зовсім так: будь-якого роду премії і нагороди вручаються за "перевірені часом" результати - тобто ті, яким насправді десять-п'ятнадцять, а іноді і сорок років. Викликано це тим, що значущість відкриття складно оцінити відразу - і тому спроби розділити недавні результати на "важливі та неважливі" в кінці року так сильно розходяться. І неминуче стають прогнозом на майбутнє, а футурологія - захоплюючий, але невдячний жанр.

Комети і кораблі

Із згаданого правила є виключення. Так, наприклад, більшість космічних місій привертає увагу відразу: критерії успіху і неуспіху визначені задовго до того, як апарат опуститься на небесне тіло. Подорожі трьох зондів до трьох екзотичних об'єктів - кометі Темпеля-1, супутнику Сатурну Титану і астероїду Ітокава - були, без сумніву, головними.

15 січня зонд Європейського космічного агентства Huygens приземлився на Титан. Разом зі своїм "контейнером", апаратом Cassini, він провів у польоті сім років. Учені збиралися знайти за їх допомогою "ранню Землю" на периферії Сонячної системи: передбачалося, що на Титані є атмосфера, водоймища і, можливо, прості форми життя. Все це, зрозуміло, повинне було існувати при температурі, близькій до точки кипіння азоту, тому аналогія із Землею була украй умовною - рідкої води на Титані все-таки немає. Втім, незабаром астрономи переконалися, що метанові моря, річки і озера там теж, швидше за все, відсутні. Huygens сів на ділянку, покриту в'язким пастоподібним ґрунтом, зробив першу кольорову фотографію і записав "звуки Титана", пропрацював декілька годин і вимкнувся, як і було задумано розробниками. Аналізом того, що зонд "побачив" та "почув" в атмосфері і на поверхні, займаються дотепер.

Експедиція Deep Impact була зовсім не схожа на місію Huygens-Cassini. 4 липня, в американський День Незалежності, в комету врізався 370-кілограмовий мідний снаряд з електронікою на борту. Астрономи розстріляли небесне тіло, керуючись свого роду археологічними спонуками: кометна речовина - найдоступніший мінерал того часу, коли планети "виліплювалися" з газово-пилової хмари. Зразки віком 4,5 мільярди років доставляти в земні лабораторії не готові, зате витягнути їх з-під поверхні і розсіяти в космосі, щоб потім роздивлятися хмару із Землі, ученим вдалося цілком. Це не перешкодило критикам міркувати про те, що "наукове" і "публічне" в місії вартістю третина мільярда доларів змішані в дуже нерівній пропорції. Космічний вибух, приурочений до національного свята, оглядачі небезпідставно назвали найдорожчим фейєрверком в історії. 

В астероїд Ітокава стріляти не мав наміру ніхто. Навпаки, японські учені, що відправили до нього корабель Hayabusa, хотіли з усілякими обережностями упустити туди "стрибаючого робота", щоб він обходив майже позбавлене тяжіння тіло з фотокамерами на борту. Проте через дуже повільний зв'язок з об'єктом, видаленим на 300 мільйонів кілометрів, координатори пропустили момент максимального зближення і промахнулися. Якщо з втраченим роботом було все ясно, то з самим зондом справи йшли складніше. Учені дотепер не упевнені у тому, що він зумів приземлитися і зібрати пробу речовини. Вирішити непорозуміння повинна капсула зі зразками (або без них), яка повернеться на Землю в 2010 році з трьохрічним спізненням. "У відповідь як люб'язність" на астероїді залишився радіомаяк з вигравійованими іменами 880 тисяч землян. 

При очевидній цікавості всіх цих проектів, вони були далеко найдорожчими, а в космічних агентствах до них відносилися як до речей факультативних. Основні зусилля вже декілька років підряд зосереджені на пілотованій космонавтиці, але катастрофа шаттла Columbia трирічної давнини несподівано зробила перспективи цієї області невизначеними. Весь цей час було неясно, чи відбудеться взагалі новий запуск американського човника, на переобладнання якого витратили астрономічні суми. Discovery все-таки полетів до МКС - 26 липня, в 18:39 за московським часом. Через декілька хвилин з'ясувалося, що перестороги не спрацювали: від паливного бака Discovery при зльоті відкололися шматки тієї самої теплоізоляції, яка стала причиною попередньої аварії. У NASA вирішили організувати перший сеанс "техобслуговування в космосі", і він, зрозуміло, вдався. При поверненні жоден з космонавтів не постраждав - на відміну від репутації космічного відомства. Там до тих, що залишилися вразливостям корабля віднеслися всерйоз - були звільнені декілька високопоставлених урядовців, а глава агентства Майкл Гріффін навіть назвав шаттли (і Міжнародну космічну станцію) "помилкою NASA".

Замість МКС, що обертається в декількох сотнях кілометрів від Землі, в NASA звернулися до дальших цілей - а саме, Місяцю і, в перспективі, Марсу. Експерти американського космічного агентства заявили, що перша пілотована експедиція (після Apollo) полетить туди в 2018 році. Вслід за NASA на цю тему висловилися в Китаї: перші тайконавти виявляться на Місяці раніше. Роськосмос обнародував свої плани: послати на Місяць космічного туриста і здобувати там гелій-3 для термоядерних реакторів. Втім, США поки залишаються єдиною країною, де до експедиції почали готуватися всерйоз. Космічне відомство в 2005 році влаштувало відразу декілька конкурсів серед потенційних виробників місячної техніки, а також обговорило розробку корабля Crew Exploration Vehicle з найбільшими авіакорпораціями.

Молекули і хвилі

Ще до початку 2005 року його оголосили "роком фізики" - зокрема, через те, що рівно сто років тому Ейнштейн сформулював спеціальну теорію відносності і знайшов фотоефект. Прийнято вважати, що "нова фізика" почалася саме з цього. Сказати, які результати назвуть "переломними" через сто років, дещо важче. Винайдені цього року кремнієвий лазер, дроти з ДНК, наномотори і навіть сповільнене світло, швидше за все, чекає зовсім позанаукова доля - вони стануть основою різних високотехнологічних пристроїв, які, самі собою, будуть набагато популярніші ніж "чисті ідеї".

Про розробку кремнієвого лазера повідомила корпорація Intel у лютому. "Робоче тіло", тобто кристал випромінювача, можна виготовляти на звичному "процесорному" устаткуванні і вбудовувати в комп'ютерні чіпи. Відомо, що подібні пристрої можуть незабаром зробити непотрібними мідні дроти, що зв'язують пристрої усередині комп'ютера - з'єднання стануть оптичними, а швидкість передачі - гранично високою. Втім, співтовариство фізиків зацікавило не стільки це, скільки синтез кремнію з "нанодірами". За допомогою схожої методики фахівці IBM виготовили фотонний кристал, де "застряє" світло - його швидкість зменшується в 300 разів. Крім того, світло зуміли "розігнати" до надсвітових швидкостей, що, на перший погляд, неможливо і суперечить ейнштейнівській теорії - проте фізики пояснювали, що йдеться всього-на-всього про групову швидкість хвильових пакетів. Так само - за рахунок особливостей дисперсії в речовині - вдалося добитися "надсвітового звуку".

Модель фуллерену з сайту rpi.edu

Головні об'єкти наукової цікавості встигли за сто років вирости - від розмірів атомного ядра до розмірів макромолекули. Так вийшло, що у області наномасштабів зосередилася більшість несхожих один на одного досліджень. Наноавтомобіль, створений у жовтні, здатний поміститися в одній дірі затримуючого світло кристала і вміє самостійно "їздити" по поверхні металевого золота. Учені припускають, що такі пристрої (їх прийнято називати наномоторами) зможуть без керування ззовні перевозити "будівельні блоки" комп'ютерних чіпів і переміщати ліки по судинах. Ця тема встигла захопити навіть біологів, які навчилися використовувати одноклітинних як транспортний засіб.

Але головною точкою зіткнення біологів з фізиками вважають ДНК. Головну біомолекулу, відому як основний носій генетичної інформації, примушували проводити струм і займатися обчисленнями, а також складатися в піраміди і працювати мікроконтейнером.

Гени і слони

"Бездомішкові" біологи не відставали від прихильників "суміжних наук". У 2005 році вони розшифрували геноми шимпанзе, собаки і рисі, знайшли невідомих колишній науці ссавців, вивчили шляхи міграції людей і слонів і наблизилися до воскресіння мамонтів. Крім того, разом з іншими прихильниками наукового світогляду вони зуміли захистити Дарвіна від критики в шкільних підручниках, де нарівні з теорією еволюції збиралися викладати біблійну версію створення людини.

Розшифровка нових геномів не стала чимось надприродним: "лістинг" людської ДНК одержали в 2000 році, два роки опісля тій же процедурі піддали мишу. Для численних бактерій це виконали ще раніше. Проте генетики стверджують, що перетворити декодування на рутинний аналіз вдалося тільки цього року. Безпосередній продукт дослідження - послідовність декількох мільярдів "літер" коду, тобто нуклеїнових підстав, присутніх у хромосомах. Теоретично звідти можна дізнатися про схильність до хвороб тварини або врожайності рослини. Практично - набори підстав важко зіставити окремим властивостям. Генетики особливо цінують "пов'язані ознаки" - тобто, наприклад, ті випадки, коли неявна схильність виявляється одночасно з якою-небудь видимою властивістю. Якраз тому такий резонанс викликала розшифровка собачого геному - різним породам властиві, наприклад, різні хвороби. Розпоряджатися цим знанням будуть не стільки ветеринари, скільки звичайні лікарі: відомо, що у людини та інших ссавців більше 90 відсотків генів - загальні.

Крім хромосомної ДНК, що відповідає за спадковість, генетики активно вивчали ДНК мітохондрій. Вважається, що вона передається з покоління в покоління незмінною, а всі неточності, супутні цій естафеті, трапляються завдяки мутаціям. По їх кількості можна судити про те, наскільки давно один вигляд відділився від іншого або коли доісторичні племена покинули континент. Останнім фактом зацікавилися в комп'ютерній компанії IBM - причому зацікавилися настільки, що разом з National Geographic вирішили відновити "шляхи людства" в подробицях. Генетичний матеріал 100 тисяч добровольців поки збирають і аналізують, а про остаточні результати повідомлять тільки через чотири роки. Учасником схожого експерименту виявився померлий десятки тисяч років тому мамонт, чию мітохондріальну ДНК зшили з фрагментів, що збереглися у вічній мерзлоті, - і заразом з'ясували, які із теперішніх слонів ближчі до предків.

Займаючись слонами, біологи ризикували пропустити цікаву подію, яка могла б поставити під сумнів потребу суспільства в їх послугах - принаймні, в очах майбутніх американців. Весь рік комісія за освітою штату Канзас готувалася внести в шкільну програму креаціоністські міркування про створення - як альтернативу теорії Дарвіна, що викладається поряд. Протести учених (зокрема - 38 нобелівських лауреатів) не вплинули на переконання урядовців, і програму затвердили в жовтні. Учасники конфлікту апелювали при цьому до суду над вчителем-дарвіністом, що трапився 80 років тому - тоді за звинувачувальним вироком послідувало швидке, але умовне, примирення. На цей раз суд зробив ученим новорічний (чи то різдвяний) подарунок: у Пенсільванії зміни в шкільній програмі визнали неконституційними. Кожне з рішень формально зачіпає тільки один штат, але може стати прецедентом для інших.

Доля американського дарвінізму, майбутнє місячних баз і терміни появи перших ДНК-КОМП’ЮТЕРІВ залишаються однаково неясними. Не виключено, що зі всім цим доведеться розбиратися власникам біочіпів і кураторам оживлених мамонтів невідому кількість років опісля. Але, треба думати, мотиви занести в наукові хроніки 2005 рік знайдуться і у них.

Зі статті Борислава Козловського

Джерело: lenta.ru, 2 січня 2006

Висловити думку у Форумі