Александр Аузан – Декан экономического факультета МГУ, заведующий кафедрой прикладной институциональной экономики экономического факультета МГУ, член Экономического совета при президенте РФ.

Экономическая наука берет свое начало с Адама. Адама Смита, а точнее, его работы «Исследование о природе и причинах богатства народов». Вопросы, на которые пытался ответить Смит, продолжают задавать и двести пятьдесят лет спустя.

Адам Смит – 1723–1790 – Шотландский экономист, философ-этик; один из основоположников современной экономической теории.

Во второй половине XX веке вся экономическая теория была подобна физике, в которой все процессы проистекают в вакууме. А потом экономист Рональд Коуз открыл главную экономическую теорему XX века, которая заложила основу для ответа на основной вопрос экономики: почему один народ живет плохо, а другой хорошо. Коуз открыл силу трения в экономике. Если излагать эту теорему в совсем упрощенном виде, то она сводится вот к чему: если бы в этом мире не было трансакционных издержек[1] – то есть сил трения, издержек коммуникации между людьми, – то, как ни сделай, все будет хорошо. Как бы вы ни разместили ресурсы, они автоматически придут в эффективное состояние. В социальном вакууме точно так бы и произошло. Но в реальности так не бывает, потому что существуют положительные трансакционные издержки.

Рональд Коуз – 1910–2013 – Американский экономист, лауреат Нобелевской премии по экономике 1991 года «за открытие и прояснение точного смысла трансакционных издержек и прав собственности в институциональной структуре и функционировании экономики».

С приходом к идее о положительных издержках перевернулось представление о самых различных областях в этом мире. Экономика вакуума стала экономикой всего. Она позволила по-другому понимать историю. Для начала перевернулось представление о собственности. Потом стали создаваться теоретические ответвления, которые объясняют суды, полицию, армию, исторический процесс, различия в развитии стран, тупики в развитии стран и так далее.

Открытие трансакционных издержек показало, что значительная часть объектов в этом мире находится в свободном доступе – в так называемом режиме несобственности. Взять, например, лавку в городском саду. У лавки есть собственник, который установил режим пользования, но в какой-то момент на лавке появляется надпись: «Люди, я любил вас». То есть собственник не в состоянии поддержать режим пользования, и лавка оказывается вне собственности. Или, например, формально все признают, что у компании «Майкрософт» есть права на программу, но также все понимают, что бывают нелицензионные программы. Эти нелицензионные программы – по существу, объекты, вышедшие из реального контроля собственника. И оказывается, что с изменением техники и правовых условий то большее, то меньшее число объектов оказывается вне какой-либо собственности – частной, государственной или коммунальной. При этом каждый режим собственности необходим: без этого не будут воспроизводиться скамейки и программы.

Историю собственности в России за последние двадцать лет можно передать метафорой Кирилла Рогова. В 1990-е все несут мешки из амбаров – приватизация. Несут, но по дороге отсыпают. В нулевые все несут мешки обратно в амбары, но по дороге также отсыпают. В процессе такого перетекания собственности вопрос не в том, куда несут. Вопрос – сколько отсыпают, то есть много ли оказывается вне какого-либо режима собственности, чтобы стать объектом произвольного присвоения.

Теорема Коуза в применении к собственности имеет глубокий философский смысл. Получается, что если сила трения существует, то совершенство невозможно. Любой проект – будь он либеральный, то есть построенный на частной собственности, консервативный, основанный на роли государства, или социалистический, основанный на коммунальной собственности, – обречен рассыпаться, столкнувшись с положительными трансакционными издержками.

Однако, хоть совершенства в мире нет, есть разнообразие, возможность выбора и перехода из одной системы в другую. Если у вас в шкафу висят шуба, смокинг, джинсовый костюм и купальник и вам нужно выбрать, что лучше надеть, вы не можете сказать, что какой-то из вариантов абсолютно верный, не учитывая нюансов.

Так и с режимами собственности, включая свободный доступ: хорошо, что есть выбор. У каждого режима свои достоинства и недостатки. Частная собственность – самая дорогая. Она требует четкой инвентаризации, отлаженной работы судебной системы и исполнения судебных решений. Государственная собственность прекрасно обеспечивает мобилизацию источников, переступая через всякого рода ограничения в виде договоренностей. Но есть у нее и недостаток: отсутствие собственника. А это требует всякого рода контрольно-надзорных служб, внутренних инспекций, чтобы бороться с расхищением. В результате мы недополучаем того эффекта, которого ждали от огосударствления или приватизации. Происходит это оттого, что трансакционные издержки положительны, то есть благодаря той самой силе трения. Чтобы ее снизить, выстраиваются институты.

Если же институты недостроены, реализуется коммунальная собственность. Ее недостаток описывается понятием «трагедия общин»: если не уметь использовать ресурс, то выгоду от его использования присваивает каждый лично, а издержки несет все общество. В результате это приводит к переиспользованию. Так, яблоки в саду МГУ никогда не вызревают, потому что все яблоки срывают зелеными, а тот, кто ждет, пока они созреют, не получает ничего. До недавнего времени было непонятно, как с таким недостатком коммунальная собственность вообще еще существует. За ответ на этот вопрос получила Нобелевскую премию Элинор Остром. Она объяснила, что «трагедии общин» можно избежать, если есть четкие границы группы и плотная социальная связь.

Элинор Остром – 1933–2012 – Американский политолог и экономист. Магистр искусств и доктор философии Калифорнийского университета. Лауреат Нобелевской премии по экономике в 2009 г. «за исследования в области экономической организации».

Пиратские партии в Европе видят преимущества свободного доступа: возможность краудсорсинга, совместного создания новых продуктов, которые затем станут объектами какого-то режима собственности.

Каждый из возможных режимов собственности, конечно, нужен. Иначе все меньше будут воспроизводиться программы, делаться скамейки, и в конце концов придется применять государственное принуждение, ставить полицейских у каждого компьютера и лавки. А это слишком дорого.

Еще одна серия последствий теоремы Коуза – проблема внешних эффектов. Рональд Коуз своей теоремой перевернул совершенно все представления о том, что хорошо, а что плохо. Вещи, которые выпали из режима собственности, живут в свободном доступе: кому-то они случайно приносят прибыль, а кому-то – убытки. Эти эффекты экономика уловить не могла. В начале XX века Артур Пигу предложил такие эффекты запрещать, облагать их налогом или платить компенсации тем, кто понес убытки. Коуз показал, что ущерб носит взаимообязывающий характер. Есть, например, фабрика, которая загрязняет окружающую среду, и есть люди, которые дышат загрязненным воздухом. Но для экономики не важно, будет ли фабрика платить за то, что дымит, или люди будут платить владельцу фабрики за то, чтобы подышать воздухом. Важно, что такие компенсации произошли.

Артур Пигу – 1877–1959 – Английский экономист. Представитель кембриджской неоклассической школы. Известен как автор «эффекта Пигу».

В 2011 году в России вводились новые экологические требования по бензину. Частные компании, даже в ущерб себе, подготовились к интернационализации производства, а госкомпании были не готовы. Что было сделано? Чтобы возместить ущерб, понесенный теми, кто подготовился, сделали так, чтобы дорогой бензин стоил дешевле, а дешевый бензин стоил дороже. Это пример перераспределения с учетом трансакционных издержек.

Еще один такой пример – Киотская система, торговля квотами на загрязнение. Предприятия, уже серьезно снизившие выбросы, покупали возможность не снижать дальше у тех предприятий, где возможности улучшения были далеко не исчерпаны. Фактически система приводила к тому, что улучшение происходит не в той стране, где этим занимаются уже сто лет, как в Англии, а у нас в Магнитогорске. Таким образом был смоделирован и реализован мировой квазирынок[2], позволявший при высоких трансакционных издержках свести спрос с предложением. К сожалению, Киотская система сейчас сворачивается.

Коуз всего лишь открыл силу трения в экономике. Однако затем появилась возможность моделировать такие системы, которые позволяют преодолевать эту силу трения. Главное – признать, что мир несовершенен.

Нобелевский лауреат Элвин Рот придумал систему, которая позволила снижать издержки при пересадке органов. Черный рынок чреват массой отрицательных последствий, а Рот смоделировал квазирынки, позволившие производить контролируемые медиками обмены. Можно еще много чего создать, имитируя то, как действуют рынки, но при этом закладывая ограничение, с которым рынки справиться не могут, например, распределение выпускников школ по вузам и многое другое.

Элвин Рот – р. 1951 – Американский экономист, профессор Гарвардского университета. Лауреат Нобелевской премии 2012 года (совместно с Л. Шепли) за «теорию стабильного распределения и практики устройства рынков».

Все это лишь экономика, а с помощью теоремы Коуза можно выйти и за ее пределы. Ныне покойный экономист Гэри Беккер вывел теорию преступления и наказания (Crime and punishment theory), целью разработки которой являлось нахождение средств сдерживания преступности. В ее основе лежит идея, хорошо известная по знаменитой фразе Вяземского о том, что в России суровость законов умеряется их неисполнением. Теория Беккера увидела сферу суда, полиции, уголовного розыска, гражданского права, правоприменения как сферу применения принципов экономики.

Гэри Беккер – 1930–2014 – Американский экономист. Лауреат Нобелевской премии 1992 года «за распространение сферы микроэкономического анализа на целый ряд аспектов человеческого поведения и взаимодействия, включая нерыночное поведение».

Судья Верховного суда США Ричард Познер однажды прочел Коуза и стал писать экономические книжки. Он объяснил, как должны существовать суды и полиция с точки зрения теоремы Коуза, потому что если трансакционные издержки положительны, то рынки сделать ничего не могут, и это должны делать правовые институты и судебные решения.

Работы Познера позволили сделать из теории преступления и наказания несколько очень важных выводов. Во-первых, поскольку борьба с преступниками затратна, оптимальный уровень преступности ненулевой, потому что затраты на поимку последнего преступника будут запредельно высокими.

Второй вывод и есть применение идеи Вяземского по поводу суровости законов и необязательности их исполнения. Если посмотреть на трансакционные издержки деятельности государства по борьбе с преступностью, выходит, что легче изменить меру наказания, чем поймать преступника. Например, если все иные наказания заменить штрафами и конфискациями, издержки превращаются в доход бюджета. Это гораздо проще, чем выслеживать, ловить мерзавца, доказывать, что он виновен.

Третий вывод уже по существу трансакционных издержек как издержек социального трения. Он сводится к тому, что человек не очень умен, ограничен, не очень честен, оппортунистичен, не имеет постоянства воли. А преступник тоже человек. В результате долгое время было непонятно, почему некоторые на первый взгляд эффективные меры не снижали преступность.

Дело в том, что у наказания есть разные функции, и эти функции эффективны в разных случаях. Еще Достоевский сказал, что если вы одного негодяя соедините с другими негодяями и заставите их заниматься бессмысленным трудом, то вряд ли из этого получатся честные, благородные люди. Между тем есть случаи, когда изоляция имеет смысл. Говоря экономическим языком, это когда предложение преступления неэластично по «цене», по наказанию – например, когда преступник психически больной человек, маньяк.

Самый сложный вопрос – имеет ли смысл смертная казнь. В 1975 году американский экономист Айзек Эрлих доказал, что смертная казнь предотвращает убийства. Потом, в конце XX века, оказалось, что введение или отмена смертной казни на самом деле никак не влияет на преступность. То, что не учтено у Эрлиха, касается понимания трансакционных издержек. А именно: суд может ошибаться.

В принципе, ошибки бывают двух видов. Во-первых, систему можно построить так, что виновный точно получит наказание, но пострадает и некоторое количество невиновных. Можно и наоборот: чтобы невиновных не наказывали никогда, зато преступники иногда уходили от ответственности. Идеальную систему построить нельзя: совершенство в этом мире невозможно. Система всегда будет перекошена либо в одну, либо в другую сторону. Здесь важно помнить, что люди не только склонны ошибаться, но иногда ведут себя заведомо нечестно, оппортунистически. Философский ответ на вопрос, какая из систем лучше, есть только в случае смертной казни: невинно осужденного можно отпустить, заплатить компенсацию, а покойника не вернешь. Так что в этом споре Европа пока побеждает Америку.

Если говорить в целом о праве, европейская экономическая система предпочитает англо-американскую систему прецедентного права. Континентальное право построено на доверии законодателю, тогда как он болен теми же болезнями, что и его избиратель. Он тоже человек: склонный ошибаться, порой нечестный. Из этого следует: чем меньше решений принимается заранее, тем эффективнее система. А в прецедентном праве ситуация другая: возник конфликт – возникло судебное решение, а нет конфликта – и решения не надо, люди, может быть, и сами договорятся. Отсюда дружная поддержка, оказываемая этой системе экономистами.

Полвека назад существовала гипотеза, что общественные институты конкурируют, самые эффективные побеждают, и потихоньку идет выравнивание развития стран. Эта гипотеза – эволюционная гипотеза Алчана – сегодня считается опровергнутой. Оказалось, что нет никакой конкуренции институтов: плохие институты не погибают, а сохраняются.

Это явление впервые было рассмотрено в 1980-х годах, когда исследовался вопрос, почему в новой технике эффективные решения зачастую отбрасываются и неверно принятые решения закрепляются на долгие годы. Феномен получил название «квертиномика»– сочетание qwerty каждый может прочесть в верхнем левом углу компьютерной клавиатуры, а перешло оно с пишущих машинок. Выяснилось, что такое расположение клавиш неудобно, но менять было поздно: похоронные издержки на неэффективные институты слишком высоки.

Впоследствии закрепление неэффективных институтов было обнаружено и на более высоком уровне. Британский экономист Ангус Мэддисон свел в единую таблицу данные за почти двести лет ведения статистики в Англии, Франции, Германии и Испании, то есть центрах мировых империй. Оказалось, что выравнивания развития стран нет, а происходит дивергенция, то есть расхождение. Есть две траектории развития стран: «А» и «Б». Примерно двадцать пять стран идут по траектории «А» и все больше отрываются. Остальные – развиваются, конечно, но до первых им далеко.

Статистика Мэддисона подтвердила точку зрения американского экономиста Дугласа Норта. В 1993 году он получил Нобелевскую премию за свою теорию институциональных изменений. На примере Англии и Испании он показал, что неэффективные институты могут закрепляться и потом пронизывать другие сферы жизни. Если Англия и Испания в XVI веке находились примерно на одном уровне развития, то к XIX веку кардинально разошлись: Англия стала мировым лидером, а Испания – одной из наиболее отсталых стран Европы. По мнению Норта, дело в том, что Англия случайно приняла правильное решение. Абсолютно случайно вопрос налогов в Испании достался королю, а в Англии – парламенту. До сих пор Испания не может вырваться на траекторию «А», потому что смена института дает запредельно высокие трансакционные издержки.

Дуглас Норт – род. 1920 – Американский экономист, лауреат Нобелевской премии по экономике 1993 года «за возрождение исследований в области экономической истории благодаря приложению к ним экономической теории и количественных методов, позволяющих объяснять экономические и институциональные изменения».

Ошибочно думать, что в лице стран группы «А» мы имеем образец для подражания. Картина того, как эти развитые страны выглядят сейчас, совсем не соответствует тому, как переход происходил у них. Они просто сами этого не знают. Они не держали Бога за руку, а абсолютно случайным образом, без понимания последствий, приняли судьбоносно правильное решение – и страна оказалась в восходящих токах воздуха. За них можно радоваться, но брать пример не стоит.

Принадлежность к той или иной группе, тем не менее, не является приговором. В 2009 году экономист Дуглас Норт, историк Джон Уоллис и политолог Барри Вайнгаст в книге «Насилие и социальные порядки» рассмотрели, как США, Англии и Франции удалось вырваться на траекторию «А». Они сформулировали три правила, при следовании которым это осуществимо за пятьдесят лет. Во-первых, элита должна устанавливать правила для себя, а уже потом для кого-то еще. Это происходит так. В Англии король сходит с ума и начинает отбирать землю у баронов, а их вешать. Бароны недовольны, но неграмотны. Тогда находится грамотный человек, епископ Кентерберийский, который записывает то, что не нравится баронам. Так появился великий принцип судебной системы: никто не может быть осужден иначе как решением суда равных себе. Бароны сделали правило для себя – и возникла Великая хартия вольностей, которая имела колоссальные положительные последствия – когда ее принципы в конце XVII века стали распространяться и на население страны.

Во-вторых, надо строить организации, переживающие своих основателей, тогда как для стран траектории «Б» характерно, что организации живут, пока жив их основатель.

В-третьих, должен быть поделен контроль над средствами насилия: одна группа контролирует армию, другая – секретные службы. Между прочим, это правило соблюдалось в СССР после Сталина. Правда, не соблюдались остальные.

Сегодня к выходу на траекторию «А» близка только Япония. Южная Корея еще к этому пределу не подошла, Тайвань тоже. Это объясняется тем, что процесс модернизации занимает пятьдесят лет времени без отступлений. На примере таких стран, как Южная Корея, Япония, Сингапур, Гонконг, было показано, что можно начать экономический подъем без парламента, но нельзя– без отлаженной судебной системы. В Сингапуре и Гонконге она была, а в Южной Корее и Тайване только создавалась.

В выходе из колеи есть роль и ментальности. Эта роль не главная, но она присутствует. С этой точки зрения интересна Малайзия – похоже, первая мусульманская страна, создавшая механизм роста. Все этого ждали от Турции, но ее заклинило. В основе модернизации Малайзии не китайский, а мусульманский двигатель: Малайзия сознательно отдала Сингапур, чтобы отделиться от китайцев. Сейчас там создается новая столица Путраджая, которая спроектирована по принципам мусульманского рая. Тем не менее это не использование религии, а перестройка ценностно-поведенческих установок: отношения к власти, к богатству, к труду, к успеху.

Россия из колеи не вышла. Мы находимся в процессе модернизации еще со времен Петра I. Дело в том, что она все время прерывается, а нужно пятьдесят лет чистого времени. Наша проблема в том, что мы прошли через такие фазы модернизационных преобразований, что утратили традиционную систему. Сейчас происходят некоторые сдвиги в ценностях, но они носят волнообразный характер. Работы Рональда Инглхарта показали, что экономический успех зависит от двух факторов: во-первых, это секулярные, а не религиозные ценности. Во-вторых, самовыражение, а не выживание. Если первое в России достаточно развито, то с вопросом религиозности все очень непросто.

Рональд Инглхарт – род. 1934 – Американский ученый-социолог и политолог, профессор Мичиганского университета, руководитель лаборатории сравнительных социальных исследований в Высшей школе экономики.

Теорема Коуза изменила понимание самых разных областей нашего мира – права, государства, общества, всей истории – и позволила экономике стать экономикой всего. Оказалось, что мы можем сказать, почему применяются неэффективные институты, почему совершенство недостижимо, а разнообразие возможно. И самое главное, что проблема выбора формулируется по-другому: не «хороший путь» и «плохой путь», а разные пути, каждый из которых имеет свои выгоды и издержки, но не ведет к окончательному счастью человечества.

Татьяна Черниговская – доктор биологических наук, доктор филологических наук, профессор СПбГУ, заслуженный деятель науки РФ, заслуженный деятель высшего образования РФ, член Академии наук Норвегии, заведующая лабораторией когнитивных исследований и кафедрой проблем конвергенции естественных и гуманитарных наук СПбГУ.

Эпиграфом к этой лекции служат слова знаменитого ученого и философа Клода Леви-Стросса, который говорил: «ХХ век будет веком гуманитарной мысли, или его не будет вообще». Мы находимся в ситуации, чрезвычайно опасной для нашей цивилизации. Должна вам сказать, что я апокалиптически настроена: мы находимся в цивилизационном сломе, об этом в последние годы неоднократно предупреждал Сергей Петрович Капица. Это правда. Мы заигрались. И заигрались вовсе не в ядерное оружие. Это, конечно, тоже, но не это главное. У нас произошел какой-то когнитивный слом. Человечество стало делать что-то не то в смысле оценки происходящего, присваивания большей или меньшей ценности объектам. Разруха, разумеется, в головах, и она у нас присутствует на полную катушку.

Сергей Петрович Капица – 1928–2012 – Российский ученый-физик, популяризатор и журналист. В последние годы жизни занимался проблемами роста народонаселения и внес вклад в разработку теории демографического перехода.

Вопрос, который меня интересует: что играет большую роль в нашем становлении – природа или культура. Однажды я принимала участие в программе «Школа злословия» и там сцепилась с Дуней Смирновой. На следующий день в газете я увидела коллаж: кадр из этой передачи – сижу я, напротив Дуня Смирнова, и у нас над головами такие два пузыря. Я в этом пузыре говорю: «Глупость передается по наследству». А она отвечает: «Бедный мой сын». Я пришла в восторг от ее ответа, а пишущим в газете показалось, что она неправильно поняла. Татьяна Толстая поняла блестяще: она сравнила гены с кухонным комбайном. Стоит он у вас дома, но, чтобы заработал, надо включить его в сеть, положить туда продукты и нажать кнопку. Если что-то из этого не сделать, и ждать нечего. Если прибор плохой, будет плохое блюдо. Если прибора нет, не будет вообще никакого блюда. Но если есть очень хороший прибор, этого все равно недостаточно. Так и с генами. Для того чтобы все получилось максимально хорошо, надо чтобы хорошие гены попали в хорошую ситуацию. Например, в хорошее образование.

Некоторые спрашивают, зачем вообще знать, как работает мозг. То, как вы воспринимаете мир, то, как вы его оцениваете, как вы поступаете, зависит от одного агента, и этот агент – мозг. Что он вам разрешит, то вы и узнаете о мозге. Поэтому не вредно знать, как он функционирует.

В целом мы познаем мир с помощью сенсорных систем: ушей, глаз, кожи, обоняния, вестибулярного аппарата, которые представляют собой окна и двери в мозг. Тем не менее у нас нет оснований считать, что получаемая с их помощью информация соответствует действительности. У дельфинов диапазон слуха один, а у нас другой – значит, мы слышим мир не таким, как они. Мы не воспринимаем поляризованный свет, а насекомые воспринимают. Этот список можно продолжать долго.

«С наукой надо быть очень аккуратным. Наука занимается анализом, берет хорошую вещь и режет ее на части. Загвоздка в том, что при таком анализе самое главное зачастую пропадает».

Татьяна Черниговская

То есть, во-первых, у нас ограничен вход в этот мозг, а во-вторых, сам этот мозг вносит коррективы. Самый великий, на мой взгляд, философ нашей планеты Иммануил Кант говорил, что то или иное соображение справедливо только для сознания человека. Господь позволил нам видеть такой мир, и это не значит, что нет другого. Поэтому наши знания о мозге, о наших сенсорных системах – принципиально важная вещь. Нужны же нам хоть какие-то ориентиры.

Знания о мозге могут дать нам возможность иначе организовать образование. Мы могли бы перейти от образования, которое наполняет нас фактами, к образованию понимания, как советовал Капица. Некоторое время назад проходил мировой съезд нейронаук, в котором участвовало девятнадцать тысяч человек. Длина стендов с информацией, если их поставить в линию, составила бы двадцать четыре километра. И это всего лишь один съезд по одной области знаний. Что делать со всей этой информацией?

Мы не можем держать детей в школе восемнадцать лет и вытаскивать их оттуда, когда они почти состарились. Возможно, стоит учить другим вещам: как извлекать информацию, как учиться. В школе я очень мучилась, когда учила бином Ньютона, и хоть бы раз в жизни потом на него наткнулась. Зачем я должна знать таблицу логарифмов, когда ее можно найти за три секунды? Даже когда не было компьютеров, я могла взять с полки книжку. Знания оказались не нужны. Учить стоит другим вещам: как контролировать память, внимание, быть в когнитивной форме. Мы окружены огромными объемами информации, которую надо правильно классифицировать и упаковывать – говоря по-научному, составлять антологии.

В мире растет количество людей с психическими и неврологическими заболеваниями. Представьте себе ситуацию, когда количество психически неадекватных людей превысит количество адекватных. Теоретически это возможно. В США каждый второй человек страдает от депрессии. Это не значит, что у нас депрессии нет, просто в США лучше ведется статистика. По суицидам первое место в мире у нас. Раньше не было и речи о том, чтобы болезнь Альцгеймера искать и находить у человека, которому сорок или даже тридцать лет, а сейчас это возможно. Болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона – это умирание нейронов. Называется это нейродегенеративными заболеваниями. Нейроны просто погибают вместе с той памятью, которая в них есть. Очень важно научиться рано обнаруживать эти вещи. Сегодня наука говорит о том, что первые признаки Альцгеймера можно обнаружить за четыре-пять лет до того, как синдром на самом деле появится, но для этого человек должен пройти специальные тесты.

Вы можете мне справедливо ответить, что проверяться надо на все болезни. Это не совсем так. Первый геном был расшифрован у нобелевского лауреата Джеймса Уотсона, и стоило это много миллионов долларов. Сейчас генетика развивается очень быстро, и ожидается, что цена расшифровки личного генома вот-вот опустится до примерно тысячи долларов или евро. Если при расшифровке индивидуального генома оказывается, что у человека есть предпосылки к развитию синдрома Альцгеймера, он может регулярно ходить и проверяться. Если у дамы есть наследственная предрасположенность к онкологии молочной железы, к примеру, раз в три месяца она должна ходить проверяться. Если обнаружить опасность вовремя, болезнь можно отодвинуть на годы. Это не пустяки. Конечно, если оценивать это социально, для государства это очень дорого. Но представьте себе, что люди с когнитивными нарушениями – с нарушениями памяти, неустойчивой психикой – служат диспетчерами в аэропортах, обслуживают атомные станции или отвечают за пуск ракет. В таких случаях вопрос о ранней оценке потенциальной опасности встает особенно остро. Кроме того, такие знания влияют на структурированность и организацию всего общества. Потому что общество – это очень сложная система, а такими системами занимается отдельная наука, которую в Москве принято называть синергетикой.

Джеймс Дьюи Уотсон – р. 1928 – Американский биолог, лауреат Нобелевской премии 1962 г. за открытие структуры ДНК. В знак признания экстраординарных заслуг Уотсона перед биологией именно его геном был первым подвергнут расшифровке в рамках проекта «Геном человека».

Еще один вопрос, заслуживающий внимания, касается когнитивных алгоритмов принятия решений. Когда Каспаров еще не был политиком, а играл в шахматы, он, как известно, проиграл суперкомпьютеру Deep Blue, и человечество испытало шок. Я, кстати, не понимала, почему они так разволновались. Вы же не испытываете шок, когда в крупном порту видите огромный кран, который поднимает два вагона. Мы не можем поднять эти вагоны, но почему-то не расстраиваемся.

Гарри Каспаров – р. 1963 – Шахматист, 13-й в истории шахмат чемпион мира (с 1985 года). Гарри Каспаров трижды проводил матчи с созданным корпорацией IBM суперкомпьютером Deep Blue. В 1987 и 1996 году компьютер потерпел поражение от человека и лишь в 1997-м одержал победу в матче из шести партий.

Когда Каспаров отошел от шока, стали разбирать эту партию и успокоились: компьютер натаскан на конкретного игрока. Он знал каждый шаг Каспарова, который тот когда-либо делал. К тому же память машины несравнима ни с какой человеческой памятью, и достать необходимую информацию из этой памяти куда легче. Игру в шахматы, тем не менее, мы проиграли компьютерам навсегда, потому что это комбинаторика, а компьютеры справляются с этим с огромной скоростью. Вот в нарды – нет. В нардах есть кости – вероятность, риск. Кроме того, там есть истерические решения: «Да провались оно все, я вот так пойду!» Вопрос о принятии решений – отдельная серьезная история.

Очень важная вещь – подготовка интеллектуальных и социальных элит, которые соответствуют уровню развития цивилизации и новому статусу науки. Особенно серьезен вопрос о том, какой должна быть элита, которую общество хочет для себя вырастить. Скажем, в XVII веке нужно было владеть мечом и хорошо скакать на лошади. А что нужно уметь в XXI веке, чтобы элита обслуживала общество адекватно той страшной сложности и тому дикому многообразию факторов, в которых мы сейчас живем?

Похоже, нас расстраивает, что наш мозг взял слишком большую волю. Не то чтобы он раньше этой воли не имел, естественно, но мы об этом не знали, а сейчас у нас есть доказанные научные сведения, которые дают основания считать, что большую часть интеллектуальной работы мозг совершает, даже не сообщая нам об этом. Если мы так запрограммированы, теряется личность. Если мозг просто поселился в нашем черепе, не ясно, кто кому хозяин. Он сам отвечает за то, что делает. А то, что мы якобы приняли решение, – иллюзия. В таком случае сознание не делает ничего.

Есть люди, которые занимаются этим постоянно, а я столкнулась случайно. Как-то поздно вечером я наткнулась на статью, зачем-то стала ее читать. Статья описывала эксперимент, где люди должны были принимать какое-то решение и нажимать, скажем, красную или зеленую кнопочку. Правильность решения отмечалась загоранием той или иной лампочки. Параллельно с этим приборы фиксировали, что происходит в мозгу этого человека. В статье говорилось, что мозг принимал решение за тридцать секунд до того, как человек нажимал на кнопку. Сначала я решила, что это опечатка, потому что это огромное время – в мозгу совершенно другие скорости. Я позвонила норвежскому коллеге, который работал в лаборатории, связанной с экспериментом. Оказалось, никакой опечатки не было. Потом я писала другому автору в США, но в итоге оказалось, что это правда. Мозг уже принял решение, но потом чего-то ждет, и неизвестно, при чем тут я. А потом он мне разрешает нажать на кнопочку. Оказывается, мозг вообще все делает сам, но иногда нам об этом сообщает. И когда он нам все-таки сообщает, одновременно посылает сигнал: ты только не волнуйся, ты все это сам решил.

Передо мной встал вопрос: а кто, собственно, мы такие и что мы вообще делаем? Надо сказать, я сильно расстроилась. Психологи, специалисты по этой теме, попытались меня утешить: мол, так происходит, когда речь идет о мелочах, а когда перед нами встают специальные проблемы – выходить замуж, не выходить, – это решаем мы сами. Не могу сказать, что это меня успокоило.

Раньше были в ходу такие картинки, где мозг расписывался как лоскутное одеяло: вот дружеская любовь и нежные отношения между барышнями, вот пение, чтение, пилочка для ногтей – все в мозгу имело свой адрес. Разумеется, больше ничего этого нет. Когда мы начинаем думать, как нам изучать мозг, на ум приходит то, что пережила физика в начале 1920 – 1930-х годов – когда появилась квантовая физика. Там была завлекательная история про кота Шредингера[3]. В квантовом мире отсутствует категория причинности: нет ни того, что было раньше, ни того, что было позже. В этом мире один и тот же объект может находиться одновременно в двух точках. Фокус не в том, что частица так быстро носится, что вы не замечаете передвижения. Напротив, она нигде не носится, а одновременно находится и в точке «А», и в точке «Б».

Представьте кота, сидящего в ящике. Там есть устройство, которое при открытии ящика с 50 %-ной вероятностью разбивает банку со смертельным для кота ядом. Пока ящик закрыт, нет способа узнать, жив кот или мертв. В квантовых терминах в такой ситуации говорят, что кот и жив, и мертв одновременно. Когда же открываешь ящик, кот или жив, или мертв.

Наука сегодня ушла от той ситуации, когда в одном месте происходят события, а в другом сидят ученые, которые за событиями наблюдают. Раньше это были разные миры. В квантовой физике вы находитесь там же, где событие. Ящик надо открыть, а пока вы его не открыли, ничего нет. Решающая роль здесь – у наблюдателя. Он участник событий.

Нас утешали, что квантовая физика описывает микромир, что к нам это отношения никакого не имеет. Напротив! Это имеет отношение к сознанию, про которое мы ничего не знаем, имеет отношение к исследованию мозга. Потому что, вообще говоря, идея, что мы должны изучать мозг при помощи самого мозга, безумна. Даже если я изучаю ваш мозг, а вы – мой, это ничего не меняет, потому что мы оба – люди. Даже если изучать мозг кота: когда он сидит и нагло смотрит в мою тарелку с бифштексом, в глазах у него очень много всего написано, но нет никакого способа узнать, как он думает и о чем. Если поместить кота в компьютерный томограф, его мозг будет у меня как на ладони, но мыслей его это узнать не поможет. Какая мысль появляется у комара, когда ты по нему вот-вот врежешь?

Великий Кант говорил, что рассудок не черпает свои законы из природы, а приписывает их ей. То есть законы природы не содержатся в ней, а мы изо всех сил стараемся их в природе найти. Просто у нас такая голова, которая умеет складывать внешний мир в формочки. Когда я особенно негодую, я начинаю сомневаться, что мы должны верить математике. Может быть, математика – это просто язык, которым умеет оперировать наш мозг. Галилей, правда, говорил, что Создатель написал книгу природы языком математики. Так это или нет, есть о чем подумать долгими зимними вечерами.

До сих пор не ясно, в чем уникальность человека и есть ли она вообще. Ясно, что чем-то мы отличаемся от других существ на планете, но в качестве или количестве дело – большой вопрос. Умеем ли мы что-то, чего другие существа не умеют совсем, или умеем то же, что и остальные, только лучше?

Периодически всплывает вопрос о существовании особенного человеческого гена – гена языка, чтения, мышления. Года два-три назад Капица пригласил нас с Анохиным на передачу: позвонил возбужденный и сказал, что в Калифорнии якобы открыли ген мышления. Оказалось, естественно, что никакого гена мышления не открыли, потому что его быть не может. Никогда не будут открыты и гены речи или памяти. Такие сложные вещи не могут обеспечиваться одним геном. Скорее есть некий небольшой ответственный участок, который притягивает огромную нейронную сеть. Такие системы сегодня принято называть хабами.

Есть одна метафора, к сожалению, не моего авторства, сравнивающая сознание с ветром. Ее смысл в том, что нельзя увидеть сам ветер, но можно увидеть результаты его деятельности: снесенные крыши, волны. Искать сознание бесполезно. Если бы пришла фея и предложила показать в мозге сознание, скажи я только, как оно должно выглядеть, – я бы ничего не смогла сказать. Память, внимание, ассоциации – да, но все это не сознание.

Жулику Фрейду я предпочитаю Юнга с Адлером, но стоит отдать ему должное: он открыл такую вещь, как подсознание. Подсознание – очень серьезный игрок на когнитивном поле. Это огромный, мощный кипящий котел, который влияет на наше поведение в духе того, что мы сказали про нарды: «Провались оно все, я так решу». Не стоит думать, что мы играем в эту игру только по правилам: в жизни все не так, как в учебнике. Одна моя приятельница рассказывала, как она впала в неистовство, пришла домой и смела все со стола на кухне, после чего взяла сумку и запустила в стену. Никакого вразумительного объяснения своему поступку она предложить не смогла. Но семья пришла в чувство…

Зигмунд Фрейд – 1856–1939 – Австрийский психолог и психиатр, основоположник психоанализа. Теория Фрейда базируется на приоритете бессознательного в формировании поведения личности. К теории Фрейда возводят представления об определяющей роли сексуальности в развитии психики.

Карл Густав Юнг – 1875–1961 – Швейцарский психолог и психиатр, основатель направления аналитической психологии.

Альфред Адлер – 1870–1937 – Австрийский психолог и философ, создатель теории индивидуальной психологии. Выводит на первое место целенаправленные стремления личности. К работам Адлера восходят понятия «комплекса неполноценности» и «компенсации».

Примерно 75–50 тысяч лет назад произошел внезапный когнитивный взрыв. Это доказывается разными данными. Возможно, произошла какая-то мутация или серии «удачных» мутаций – причину мы пока не знаем. Во всяком случае, есть свидетельства серьезного роста интеллекта. Появились возможности планирования многоэтапных операций. Изготовление орудий труда требовало выполнения комплекса сложных действий: обтесать, обколоть, потом обжечь, потом еще раз обтесать. Чтобы все это продумать, да еще и не забыть, передать другим поколениям, нужен серьезный мозг. Все это говорит о том, что была какая-то знаковая система, какой-то вариант языка.

Главный игрок на мозговом поле – нейрон. Нейроны соединяются друг с другом, передают информацию из одной части мозга в другую. Они находятся в некоторой субстанции, которая носит название «глия» – от слова, которое означает «клей». Долгое время думали, что это какая-то вспомогательная субстанция, которая держит нейроны, чтобы они «не висели в воздухе». Считалось, что глия также выполняет изоляционную функцию. Я вообще не знала, что это такое, но как-то наткнулась на книгу, посвященную этому. Обнаружилось, что глии в десять раз больше, чем нейронов, что она имеет собственную память и очень сложные функции. Если глия испорчена, человек будет иметь неприятности с интеллектом, памятью, вниманием и так далее.

Реальная нейронная сеть очень запутанна. Там есть стволовые клетки, которые прорастают сквозь нейроны, и все это происходит в глии. Совершенно непонятно, как информация может течь по такой сети, настолько она сложна. У нас в голове триллион нейронов. Количество связей в этой сети еще больше, потому что нейроны представляют собой кусты, которые разными частями крепятся к другим таким кустам. Если учитывать глию, число связей будет совершенно астрономическое.

Суперкомпьютеры обогнали нас навсегда, этот вопрос решен. Скорости, с которыми работают современные суперкомпьютеры, исчисляются триллионами операций в секунду, их мощность удваивается каждые три месяца. Это несопоставимо более серьезные скорости, нежели скорость проведения информации по реальным нейронным сетям в мозгу.

С другой стороны, о компьютере у нас в голове мы, похоже, вообще ничего не знаем. Возможно, он пользуется другим типом математики, про который мы тоже ничего не знаем. Из суперкомпьютеров пока не получается ни Моцартов, ни Шекспиров. При их огромной скорости обработки информации пока незаметно, чтобы они что-нибудь породили. У нас в мозгу много компьютеров, которые действуют параллельно. Это очень сложная система, использующая алгоритмы, о которых мы пока ничего не знаем. Если мы соединим все имеющиеся на планете компьютеры, включая интернет, возможно, мы получим один человеческий мозг. Мы еще очень далеки от того, чтобы узнать, как это происходит.

Если вытянуть все нейронные нити в одну линию, ее длина составит 2,8 миллиона километров – это семь расстояний до Луны. Нейронные сети растут с огромной скоростью, до тридцати миллионов нейронов в час.

Одним из самых крупных открытий XX века считается открытие зеркальных нейронов. Их открыл итальянский нейробиолог Джакомо Риццолатти. Зеркальные нейроны – это такие системы в мозгу, которые включаются не тогда, когда вы сами что-то делаете, а когда вы наблюдаете за тем, что делают другие. Они считаются основой возникновения человеческого языка и коммуникаций, потому что это основа имитации. Если эти системы сломаны, мы получаем детей-аутистов или взрослых с шизофренией.

Джакомо Риццолатти – р. 1937 – Итальянский нейробиолог, родился в Киеве. В начале 1990-х годов проводил в Пармском университете опыты на макаках, приведшие к открытию зеркальных нейронов – клеток мозга, возбуждавшихся при наблюдении за деятельностью экспериментатора. Многие нейробиологи считают открытие Риццолатти важнейшим событием нейробиологии ХХ века, дающим ключ к решению проблем возникновения языка, эмпатии, социальности, а также развития психических заболеваний.

Наличие зеркальных нейронов позволяет нам иметь такое свойство, которое по-английски называется Theory of Mind, – в русском языке пока нет полноценного эквивалента. Это свойство можно описать как способность человека строить модель сознания или психического состояния «Другого». Оно составляет основу нашего восприятия искусства.

Допустим, я иду на важный разговор. Если я не совсем дура, я должна знать, с кем я буду говорить, о чем, в хорошем ли он состоянии, что он про меня думает на данный момент. Выходит, я должна переместиться в эту ситуацию и посмотреть на себя с другой стороны. Это и есть Theory of Mind. Считается, что, когда маленькие дети начинают врать, это очень хороший когнитивный показатель. Совсем маленькие дети считают, что все знания – общее достояние. Примерно в четыре года до ребенка доходит, что он может знать что-то, чего не знают остальные. Что лежит у него в кармане, знает только он и больше никто.

Иногда мне кажется, что обусловленность нашего поведения мозгом достаточно оскорбительна. У моего петербургского коллеги профессора Аллахвердова много экспериментов, которые показывают, что даже сложные арифметические задачи решаются часто без участия сознания. На мое возмущение он отвечает, что сознание все же иногда появляется «для проверки». Может, мы вовсе не участники истории, а просто жилище для мозга – а он там решает, что хочет. В ответ – все то же утешение: когда вопрос о женитьбе, то тут мы, конечно, решаем сами…

Виктор Михайлович Аллахвердов – р. 1946 – Российский психолог, профессор СПбГУ. Автор концепции психологики, постулирующей, что сознание есть аппарат для построения гипотез об окружающем мире, их проверки и принятия решений.

Ясно, что вопрос свободы воли требует большого, серьезного разговора. Скажем, в буддизме взгляды на свободу воли совершенно другие, похожие скорее на что-то из мира квантовой физики.

Известный космолог Роджер Пенроуз говорит, что сознание – это квантовые скачки. Пусть квантовые скачки, но мне-то от этого не легче. Есть люди, которые вообще говорят, что сознанием обладает все живое. То есть если я режу ножом огурец, то ему, бедняге, горестно. Мы должны ответить на очень серьезный вопрос – что считать сознанием.

Роджер Пенроуз – р. 1931 – Английский математик и физик, профессор Оксфордского университета, автор теории твисторов. Является автором нескольких популярно-философских книг по теории сознания, где, в частности, доказывает, что сознание не может быть результатом алгоритмизированной деятельности и в его основе не может лежать вычислимый физический процесс. Отсюда следует знаменитый вывод Пенроуза о связи сознания и феномена редукции волновой функции в квантовой механике.

Сознание – это противоположность отсутствию сознания, например, состоянию комы? Или сознание – это когда я не сплю? Но во сне происходит главная работа по упаковке, упорядочению мозга. Если это происходит без сознания, получается, что даже порядок в мозгу наводится без нашего участия! Противопоставлять сознание подсознанию – еще один сюжет. Если сознание определять как рефлексию – «я знаю, что я знаю», – выходит вообще другая история. Тогда, конечно, у огурца нет рефлексии. А комар, которого вы вот-вот прихлопнете газетой, не размышляет об устройстве Вселенной.

Роботы с более сильным, чем у нас, интеллектом – уже свершившийся факт. Чего пока нет, это роботов с сознанием. Как только появится робот, у которого есть сознание своего Я, нам конец. Если у робота будет свое Я, у него будут свои цели, мотивы, планы. Мы в эти планы, я вас уверяю, входить не будем. Чтобы от нас избавиться, ему достаточно будет немножко поднять на планете температуру, чтобы растаяли льды и изменились течения – и все будет под водой, спокойно и тихо. Или немного подкрутить саранче хромосомы, чтобы ее было в восемьсот миллионов раз больше, чтобы она просто все съела, и нам конец. Я, конечно, фантазирую, но общий вектор не путаю.

«То, как вы воспринимаете мир, то, как вы его оцениваете, как вы поступаете, зависит от одного агента, и этот агент – мозг. Что он вам разрешит, то вы и узнаете о мозге».

Татьяна Черниговская

Срастание людей с компьютерами уже произошло. Искусственные органы, вживление в голову чипов, увеличивающих память, внимание, скорости, – дело завтрашнего дня. Встанут вопросы, в том числе и юридические, о том, как сравнивать людей с чипами и без них. В отличие от научных фантастов я говорю всерьез: я не уверена, что мы сможем с этим психологически справиться. Если сейчас я знаю, что задачу решаю я, что считаю я плохо, в будущем станет совсем непонятно, где кончается Я и начинается приборчик в моей голове. В статье Where Is My Mind? американский философ Джерри Фодор в шутку описывает пылесос с искусственным интеллектом. Когда пылесос проголодается, он подъезжает к розетке, встает боком, ест и идет дальше. Значит, рассуждает автор, у него есть ментальная репрезентация. Ученый открывает (!) пылесос, но никакой ментальной репрезентации там не видит, только кошачью шерсть и прочий мусор.

Джерри Алан Фодор – р. 1935 – Американский философ, психолог и лингвист, автор концепций модулярности сознания и «языка мысли».

Эта лекция не случайно посвящена нейроэтике. Предположим, мы делаем снимок мозга серьезного преступника, который уже сидит в тюрьме. Потом нейроученые сравнивают с этой картинкой снимки мозга свободного человека и говорят: этот человек – потенциальный серийный убийца, у него такой мозг. В любом приличном обществе действует презумпция невиновности. Что же делать с этим человеком: ждать, пока он убьет кучу народу, или сразу сажать в клетку? А что если он уедет в Индию, сядет под манговое дерево и лет восемьдесят будет там медитировать? Я задавала этот вопрос юристам, и они не готовы на него ответить.

В Америке уже не только в фильмах, но и в серьезных научных журналах все чаще фигурирует такая фраза: It’s not me, it’s my brain. Фраза используется для оправдания своих поступков: «Это сделал не я, а мой мозг, не виноват же я, что он у меня такой плохой». Примечательно, что используется не слово «сознание», а слово «мозг», обозначающее конкретный физический объект. Если человек не виноват, что родился уродом, наказывайте его мозг. Нетрудно догадаться, что эта история не исчерпана.

Создается сложная ситуация. Тот же инструмент, что позволит нам «выключить» в геноме человека гены, вызывающие болезнь Альцгеймера или рак молочной железы, может быть использован для создания не чувствующих боли солдат, у которых нет угрызений совести. Не лучший пример, потому что сейчас и техника все может делать сама, но идея ясна.

С наукой надо быть очень аккуратным. Наука занимается анализом, берет хорошую вещь и режет ее на части. Загвоздка в том, что при таком анализе самое главное зачастую пропадает. Наши знания о том, как функционирует мозг, несильно вырастут, если мы его, как капусту, нашинкуем во всех деталях. Самое важное находится не там.

Общество сегодня совершенно не осознало себя единой семьей. Планета покрыта страшным хламом. Человечество ведет себя так, как будто у него есть другое место жительства. Меня не удивляет, когда дикие, неразвитые люди, загадив один дом, переезжают в другой, но нам переехать некуда. Об этом все говорят, но на жизнь это абсолютно никак не влияет. Между прочим, это касается каждого, а уж то, что наших детей, – и разговора нет. Общество мало учитывает полученные наукой знания. Так, новые знания не участвуют в организации образования: вместо того чтобы на самом деле изменить и лучше использовать человеческие интеллектуальные ресурсы, вводят простой вариант ЕГЭ. В результате общество не готово к глобальной оценке социальных и природных явлений.

Нужно ясно осознать, что мы находимся в ситуации опасности для цивилизации. Не только потому, что какой-нибудь придурок может нажать кнопку и все взорвать. Опасность у нас в головах: мы не то делаем!

Максим Кронгауз – Доктор филологических наук, профессор РГГУ и РАНХиГС, директор Института лингвистики РГГУ.

Перед вами текст, основанный на лекции, прочитанной по приглашению проекта «Сноб» 17 сентября 2014 года в Москве, в гостинице «Украина».

В 1949 году вышел в свет великий роман Nineteen Eighty-Four («1984»). Это был последний и главный роман английского писателя Джорджа Оруэлла, умершего 21 января 1950 года. Роман-антиутопия стал своего рода путеводной антизвездой для его читателей, с нетерпением ожидавших 1984 года как некоторой даты-символа с не вполне ясным значением.

Джордж Оруэлл – 1903–1950 – Английский писатель и публицист. Автор повести «Скотный двор» и романа «1984». Первым употребил выражение «холодная война», широко вошедшее в политический обиход 1950-х годов.

Считается, что роман писался с натуры, которой служили два тоталитарных общества: немецкое времен Третьего рейха, созданное фашистами, и советское, созданное вскоре после революции 1917 года большевиками. Ко времени написания романа уже закончилась война, фашистская Германия прекратила свое существование, и роман воспринимался прежде всего как книга о Советском Союзе.

Ставший популярным текст сам начал влиять на язык. Одним из проявлений такого влияния стало возникновение новых слов. Во-первых, это английское слово newspeak, традиционный перевод которого на русский – «новояз» – всем хорошо известен, хотя этот перевод не является ни единственным, ни первоначальным. Во-вторых, это слово doublethink (в русском переводе: «двоемыслие»), по-видимому, несколько менее употребительное.

Одна из ключевых фигур этой истории – замечательный переводчик с английского Виктор Голышев. Он не первым перевел Оруэлла, но его перевод самый известный, так что слова на русском языке я взял из перевода Голышева. Его текст был опубликован в журнале «Новый мир»[4] в 1989 году, и слово newspeak в нем было переведено как «новояз». Чуть позже появился другой перевод романа – В. Недошивина и Д. Иванова, – и они параллельно и, по-видимому, независимо также перевели это слово как «новояз». При этом нельзя сказать, что все названные переводчики это слово придумали, потому что оно уже крутилось в воздухе.

Виктор Петрович Голышев – р. 1937 – Переводчик английской литературы, преподаватель художественного перевода. Известны его переводы Сэлинджера, Буковски, Фолкнера, Уайлдера, Капоте.

Но это был не единственный вариант. Самый первый перевод романа был опубликован в журнале «Грани»[5] в 1955–1956 годах, но переводчики скрылись под псевдонимами: В. Андреев и Н. Витов. С момента выхода романа в 1949 году прошло всего шесть лет, и это было очень быстро для того времени. В первом переводе романа имя и фамилия автора транскрибировались «Георг Орвелл», а не Джордж Оруэлл, а newspeak было переведено как «новоречь». Еще один вариант перевода встречался в текстах петербургского писателя Бориса Бахтина: «новоговор».

Любопытно посмотреть и на то, как переводчики в разных странах искали нужное слово. Были разные стратегии перевода, связанные со значением слова newspeak и с выбором соответствующих корней Оруэллом. Понятно, что смысл слова – «новый язык». Но в слове Оруэлла подчеркнута уродливость слова: вместо language («язык») взят глагольный корень speak.

Вот небольшая подборка переводов, сделанных на славянские и другие языки: навамоўе (белорус.), новомова (укр.), nowomowa (пол.), novořeč (чеш.), новговор (болг.), novorêk (словен.), novogovor или novozbor (серб. и хорват.), Neusprech или Neusprache (нем.), novlangue (франц.), neolengua или nuevahabla (исп.), neolingua (итал.). И одно из принципиальных противопоставлений состоит в выборе между именным корнем «язык» (или «речь») и глагольным корнем «говорить» (как, собственно, в английском). Колебания, в частности, видны в немецком и испанском языках, где опробованы обе модели.

Русский язык попытался пойти сразу по трем путям с использованием корней «язык» («новояз»), «речь» («новоречь») и глагольного «говорить» («новоговор»). В результате же победил не оруэлловский прием, а более привычный «язык», но в сокращенном виде, что добавило уродства. «Новояз» – именно тот вариант, который выбрали несколько прекрасных переводчиков.

Теперь о слове «новояз» принято говорить, что появилось оно в русском языке недавно, вошло в словари в связи с публикацией романа. Роман читали и в официальных изданиях, и в перепечатках, но все-таки это было не массовое чтение. Массовым же оно стало после публикации «Нового мира» в 1989-м году. Не знаю точно, какие тиражи у «Нового мира» сегодня – тысяч пять, наверное. Тогда тиражи были миллионные: ранняя перестройка – пик популярности толстых журналов.

После этого слово потихоньку стало входить в некоторые словари. Не всегда авторы знали, что слово «новояз» пришло из перевода романа Оруэлла. Слово где-то слышали, но больших корпусов текстов тогда не было, а примеры искались тяжелым способом – листанием книг, выписыванием цитат на карточки.

В «Толковом словаре языка Совдепии», появившемся в 1998 году, слово «новояз» имеет два значения. Первое и основное, по-видимому, можно рассматривать как некий лингвистический казус, случившийся в результате незнания истории появления данного слова и непонимания его смысла: «Филологическое и идеологическое течение 20-х годов, сторонники которого стремились создать «новый», приближенный к революционным условиям времени язык. // Отсюда новояз – сокращение от «новый язык».

Сегодня употребление слова «новояз» довольно сильно отошло от изначального значения в первоисточнике. Используя его, мы приписываем слову некоторое количество идей.

«Новояз должен был обеспечить не только правильное мировоззрение, мышление, но и сделать невозможным отклонение от этих правильных мыслей и правильного мировоззрения».

Максим Кронгауз

Во-первых, в общественном сознании новояз связан с понятием тоталитарного государства. Когда вышел роман, Советский Союз был главным примером тоталитарного государства и особого языка, подстраивающегося под общественные реалии. С помощью новояза власть манипулирует людьми. Это общая идея, которая прослеживается у Оруэлла.

Помимо этого появляются новые идеи, которые прочитываются в этом слове: манипуляция и непонятность. Если поискать примеры, мы увидим, что слово «новояз» сегодня часто употребляется применительно к любым непонятным выражениям. Дальше слово все больше отходит от первоисточника, и начинает работать внутренняя форма слова, а именно идея «новизны». Затем употребление слова, уже не связанные ни с новизной, ни с властью, ни с манипуляцией сознанием, а только с тем, что это что-то неправильное. Наконец, последнее – это просто идея негативной оценки: не нравится какое-то слово – называют его «новоязом».

В результате я бы выделил несколько значений, в которых это слово встречается в языке начиная с 1980-х годов. Первое значение – язык, придуманный Оруэллом. В этом значении слово встречается как в самом первоисточнике, так и в контексте фамилии Оруэлл.

Второе значение – реализация языка антиутопии в реальной жизни. Для нас это «советский» русский язык: вряд ли здесь можно говорить о полноценном советском языке, скорее это элементы языка, навязанные идеологией. В этом значении слово «новояз» оценивается как порча языка. Говоря о «советском» языке, надо вспомнить и Германию довоенного и военного периода с ее идеологическими целями, которые также привели к порче языка. Моя сегодняшняя деятельность направлена на то, чтобы не оценивать все изменения в русском языке за последние двадцать лет как порчу. Общество мне убедить не удается, но я продолжаю это делать. Здесь же, действительно, негативная оценка входит в значение слова «новояз».

Третье значение – это новые слова в языке, употребление которых скорее нежелательно. Сюда же можно отнести и употребление слова в значении «жаргон, ненормативный элемент». Таким образом, реальное употребление слова «новояз» довольно сильно удалилось от оруэлловского.

Прежде чем перейти к новоязу сегодняшнему, стоит немного сказать о его первоначальной сути. У Оруэлла новояз – герой романа. Есть книги, где язык можно назвать одной из ключевых фигур – это можно долго обсуждать, доказывать, но у Оруэлла все однозначно. К роману написано специальное приложение, где разработана концепция новояза. У Оруэлла она называется The principles of newspeak, а в русском переводе – «О новоязе». В этом приложении сформулированы основные и второстепенные принципы формирования лексики и развития новояза. Окончательно сформироваться он должен был к 2050 году: действие романа развивается в 1980-х годах, и новояз уже существует, но это еще не окончательная версия. Новояз стремится к совершенству, которое по плану правительства будет достигнуто в 2050 году. Вот некоторые основные принципы, квинтэссенция концепции новояза.

Во-первых, в 1980-х годах, когда протекает действие, новояз находится в динамическом состоянии: он изменяется, над ним работают. Это сознательная системная работа, которая к 2050 году доведет язык до совершенства, и далее он меняться не будет.

Новояз должен был обеспечить не только правильное мировоззрение, мышление, но и сделать невозможным отклонение от этих правильных мыслей и правильного мировоззрения. Это достигалось, с одной стороны, исключением из лексики нежелательных слов, а с другой стороны – очищением желательных слов от нежелательных значений. Помимо этого сокращение словаря рассматривалось как самоцель: чем меньше выбор слов, тем меньше искушение.

Общий лексикон новояза разделен на три подсловаря. Один из них содержит только слова, необходимые в повседневной жизни, и непригоден для литературных целей и философских рассуждений. Другой включает специально сконструированные слова для политических нужд с очень абстрактным и неопределенным значением, но с ярко выраженной оценкой. В нем нет ни одного идеологически нейтрального слова. Третий является вспомогательным и состоит исключительно из научных и технических терминов. Для нас сегодня очень важен второй подсловарь, потому что те же механизмы используются и в наше время. Идеологическая, пропагандистская речь насыщена оценкой: если в тексте много оценки, то это либо реклама, либо политическая пропаганда.

Собственно, так можно легко опознать текст, который пытается тобой манипулировать. Когда мы высказываем свое мнение, с нами можно спорить. Но что если мы используем слова, в которых оценка заложена изначально и не является главным содержанием высказывания? Можно говорить о чем угодно, оставляя эти слова и фактически передавая эту оценку. Это не прямое высказывание моего мнения, моей оценки, а скрытое – поэтому с ним невозможно спорить.

Скрытую часть высказывания хорошо иллюстрирует пример из сказки «Малыш и Карлсон», когда Карлсон задает фрекен Бок свой знаменитый вопрос, на который нельзя ответить ни да, ни нет: «Ты перестала пить коньяк по утрам?» Если фрекен Бок ответит «нет», это значит, что она по-прежнему пьет. Если ответит «да» – что вроде бы хорошо, – это все равно будет значить, что она пила коньяк по утрам. В слово «перестать» заложено знание, что она пьет коньяк. Любой ответ это подтверждает: то есть с этим нельзя спорить, можно только прекратить дискуссию. Но стоит вступить в эту дискуссию, и ты принимаешь условия. Это тоже очень важный прием в манипуляции людьми с помощью скрытых, или, как говорят лингвисты, имплицитных смыслов.

Наконец, для новояза важно благозвучие, краткость, четкость. Высказывание по политическому вопросу должно выстреливать из пулемета и автоматически рождать «правильное» суждение. Если для остальных принципов источники скорее понятны, здесь загадка: откуда Оруэлл взял образец. Возможно, это была какая-то немецкая речь: скорее, речь приказов, чем обычная. Возможно, это радостное скандирование.

Общество, которое описывает Оруэлл – антиутопия, – сознательным образом строит язык. Над новоязом идет постоянная, последовательная, системная работа, и совершенно очевидно, что над этим работают лингвисты. В результате этой системной работы должна получиться абсолютно самодостаточная и полная система, которая станет статичной.

Некоторые слова демонстрируют не только новояз, но и мастерство переводчика – это уродцы типа «злосекс»: секс – это нехорошо. Есть и другие знаменитые высказывания, которые часто цитируются: «свобода – это рабство», «война – это мир». Эти высказывания демонстрируют двоемыслие, совмещение несовместимых моментов.

Естественно, Оруэлл не мог продемонстрировать язык в полной мере – в художественном произведении это невозможно. Придумывание новых языков в литературе и кино вещь известная: это делал Джон Рональд Руэл Толкин, а в фильме «Аватар» это сделал Джеймс Кэмерон. Вслед за создателями такие искусственные языки разрабатывали фанаты.

Принимая антиутопию Оруэлла, мы как бы соглашаемся с тем, что новояз существует уже в 1984 году и будет существовать как статичная система в 2050-м. К счастью, такой язык существовать в реальности не может.

Во-первых, ни один язык не может быть статичной системой. Во-вторых, смыслы нельзя ограничить. Задача по вытеснению из языка отдельных слов выполнима, но если некоторое понятие важно для общества, для людей, живущих в этом обществе, то слово все равно появляется в языке.

Язык неизбежно меняется – это главный закон. Самое простое подтверждение этому – придумывание искусственных языков: собственно, из них прижился только эсперанто. Искусственный язык всегда создается как некое идеальное состояние. Когда искусственный язык начинает использоваться для коммуникации, идеальность нарушается и, естественно, появляются исключения. То, за что сегодня общество так ненавидит русский язык – его изменчивость, появление новых элементов, – и есть единственно возможные свойства живого языка.

Чем же был реальный советский язык, какие элементы власть вбрасывала, вводила в русский язык? В Советском Союзе, в отличие от оруэлловской антиутопии, не существовало системной работы над новоязом – группа тайных лингвистов не сидела в кабинетах и не создавала эти изменения. Тем не менее в партийных речах, на съездах было много чрезмерно сложных синтаксических конструкций, то есть велась работа над усложнением синтаксиса. Безусловно, работали над лозунгами. От обращений «товарищ» и «гражданин», введенных после революции, до потока аббревиатур многое было введено сознательно, но это не было системной работой над языком. Работа велась над отдельными лозунгами, названиями, обращениями.

При этом язык все равно остается живым, все равно остается изменчивым. Даже аббревиатуры в качестве названий обновлялись. Достаточно вспомнить цепочку из названий для самого страшного карательного органа СССР: ВЧК, ГПУ, ОГПУ, НКВД, НКГБ, МГБ, КГБ…

Это очень интересный лингвистический процесс, активно использующийся властью. Его не надо оценивать ни как хороший, ни как плохой, но он действует. Аналогичный процесс произошел совсем недавно, когда президент Медведев переименовал милицию в полицию. Это попытка, убрав слово, изменив его на какое-то другое, сменить имидж. Когда речь идет о названиях, власть это может сделать достаточно легко. Слово убрано, возникает новое слово, и с ним могут связываться другие представления.

Понятно, что слово не спасает: если полиция ведет себя точно так же, как милиция, то через некоторое время мы относимся к полиции точно так же, как мы относились к милиции. Тем не менее попытка такого переворота начинается со слова. С изменением слова появляется демонстрация хотя бы желания изменений, и общество с этим может связывать определенные надежды, которые могут оправдываться или не оправдываться, чаще второе. И все же это хороший манипулятивный прием, который власть использует довольно часто.

Есть еще одно учреждение, склонное постоянно менять название, – ЖЭК, ДЭЗ и так далее. Это тоже манипуляция: кажется, что меняется жизнь этого учреждения, а на самом деле попадаешь в то же самое место.

Немецкий язык в каком-то смысле пережил в XX веке не меньше, чем русский. Кроме эксперимента тоталитарного государства у немцев был потрясающий эксперимент, который нам в полной мере пережить не удалось, – это разделение на две страны и развитие двух языков. Языки Восточной и Западной Германии разошлись хоть и не до непонимания, но очень сильно. Это демонстрация существования языка в разных социальных условиях.

Что касается сегодняшнего новояза, имеет смысл сосредоточиться на отдельных личностях.

Если говорить о перевороте Горбачева, то этот переворот был связан не с языком, а со способом общения, с коммуникацией. Горбачев отказался от того, что в период Брежнева стало фактически обязательным не только для политиков, но для всех на официальных мероприятиях. Брежнев читал все речи исключительно по бумажке, с чем связано много забавных историй.

Михаил Сергеевич Горбачев – р. 1931 – Советский и российский политик, первый и последний президент СССР (1990–1991).

Брежнев на одном из съездов дважды прочел одну и ту же страницу. Он уже был тяжело болен и не очень вчитывался в текст, хотя в такие тексты не очень вчитывался бы и здоровый человек, поскольку они носят ритуальный характер. При этом публика вела себя точно так же, как при первом прочтении. Поскольку речи публиковались, сценарий подробно расписывался: в скобочках после абзацев стояло «аплодисменты», «бурные аплодисменты» или «бурные аплодисменты, переходящие в овации». Эти реакции, как и сам текст, прозвучали дважды.

Есть несколько замечательных произведений, которые тоже представляют эту конструкцию. Она блестяще показана Галичем в песне «О том, как Клим Петрович Коломийцев выступал на митинге в защиту мира». Ему подсовывают речь от лица многодетной матери, и он начинает: «Как мать говорю, как женщина», и так далее. По воспоминаниям некоторых людей, Галич сначала написал стандартную концовку: незадачливого оратора выгнали с трибуны. Но потом он передумал и написал другую, «брежневскую» концовку: песня заканчивается тем, что оратор в жутком испуге, но все хорошо, все внимательно слушают, а первый секретарь даже «сдвинул ладони», то есть похлопал. Соблюдение ритуала – важная вещь.

Александр Аркадьевич Галич (Гинзбург) – 1918–1977 – Советский поэт, драматург, бард. Автор цитирует песню «О том, как Клим Петрович Коломийцев выступал на митинге в защиту мира» (1968).

Есть еще рассказ Довлатова о похоронах, когда по ошибке хоронят не того человека, но при этом все делают вид, что все правильно. Все видят покойника впервые, но нельзя разрушить ритуал. Это также блестяще показано в знаковом для перестройки фильме Абуладзе «Покаяние». Там есть важный эпизод, когда диктатор читает из окна свою речь, и вдруг прорывает канализацию: уже не слышно речи, помои льют в лицо, но диктатор не может разрушить ритуал, и все слушают. Только главный герой – художник – захлопывает окна, и с этого начинается его приближение к концу, потому что диктатор простить этого не может.

Вернемся к сегодняшнему новоязу. Горбачев отказался от чтения по бумажке, и выяснилось, что наши первые лица не умеют разговаривать. Речь Горбачева с точки зрения риторического канона не выдерживает никакой критики. От Горбачева наша память сохранила некоторые туманные конструкции, когда он пять-десять минут говорил ни о чем, и смешные казусы типа «начать» с ударением на первом слоге или «я вам сейчас дам (слово)», обращенное к какому-либо депутату. И конечно, знаменитый «консенсус», который был забыт сразу после того, как Горбачев сошел с политической арены.

От Ельцина тоже остались смешные фразы вроде «не так сели». Нередко вспоминают, как Ельцин долго выбирает слова, водя пальцем по воздуху, и говорит: «Ну, вот такая получилась загогулина». Но все это скорее комические моменты, а говорить, как ораторы, они не умели. Это не вина их, а беда, потому что публичного общения с народом и обществом не предусматривалось.

Следует упомянуть одного человека, который произвел некоторый переворот в русском языке, – это Виктор Степанович Черномырдин. Он, конечно, тоже был страшно косноязычен, но при этом чудесным образом рождал блестящие афоризмы. Вот великая фраза, которая известна всем и в которой заложена глубокая мысль, взгляд на Россию: «Хотели как лучше, а получилось как всегда». Она вошла в речь российских граждан независимо от социального слоя.

Виктор Степанович Черномырдин – 1938–2010 – Российский политик и государственный деятель, премьер-министр России в 1993–1998 годах.

Очень важно, что эти фразы пошли в народ и даже получили название «черномырдинки». Есть сайты, посвященные черномырдинкам, есть даже книги. Они, конечно, смешные, но в них есть и некоторое количество глубоких идей. Мы привыкли к косноязычию первых лиц, но в косноязычии Черномырдина вдруг прорывалось потаенное, то, что он думает на самом деле. В такие моменты и возникает парадокс – двоемыслие, если вспомнить Оруэлла.

Есть еще один политик, высказывания которого удостоились специального названия. Это Путин и его «путинизмы». Заметьте, что есть и американский политик, для высказываний которого есть специальное название, – это Буш-младший с «бушизмами». Если мы рассмотрим черномырдинки, путинизмы и бушизмы, то поймем, что это явления совершенно разного типа. У Черномырдина это афоризмы, у Буша это ляпы – Буш не знает, где находится какое-то государство, столицей которого является какой-то город.

Путин – политик следующего, нового поколения. У Путина сами фразы не так важны. Зато он использует очень важный стилистический прием – снижение. Самый известный пример – это, конечно, «мочить в сортире». Оно тогда поразило всех и вошло в народную память, но таких снижений у него очень много. Когда выступает Путин, все ждут, что еще он такого скажет. Этот прием Путин использует регулярно.

Главный вопрос, который мне задают как лингвисту: импровизация это или подготовленный экспромт? Конечно, ответа нет. Очевидно, что часто он использует этот прием в неприятных для него ситуациях: например, пассаж про обрезание, когда журналист в очередной раз задал ему вопрос о Чечне. Все эти грубости, резкие снижения на фоне грамотной речи выполняют очень важную роль. Во-первых, они запоминаются. Во-вторых, воздействуют на сознание, причем как интеллигенции, так и народа. Для интеллигенции это недопустимо, но все равно все ждут, чтобы возмутиться. Это некий крючок, на который ловятся слушатели: кому-то этот прием нравится, кому-то не нравится, но за речью Путина следят, ждут.

Интересно, что, когда этот прием стал использовать Медведев, выяснилось, что у него так не получается. Самое знаменитое медведевское – «кошмарить бизнес», но речь Медведева – это речь питерского образованного человека, которая отчасти противится этому приему. Это никак не вписывается в образ Медведева, хотя он во многом пытался подражать манерам Путина, какое-то время даже копировал походку. Важно, что для Путина это кажется естественным – он транслирует сигнал силы: я свой, я настоящий мужчина.

После первых митингов протеста 10 декабря прошел митинг на Болотной, а 15 декабря состоялась прямая линия Путина со страной. Тогда Путин сравнил протестную белую ленту с контрацептивом. Очевидно, что это была заготовленная речь, целью которой было унижение: сравнение с контрацептивом символа протеста – белой ленточки – унизительно.

Примечательно, что другая сторона использовала тот же самый прием, когда георгиевскую ленточку назвали колорадской. Прием сравнения символа с чем-то неприличным или неприятным принижает символ: в одном случае – белую ленточку, в другом – георгиевскую. Итак, ситуации и стороны меняются, а приемы используются те же самые.

Тогда же Путин использовал слово «бандерлоги», которое заимствовал из знаменитого мультфильма о Маугли, в отношении протестного социального слоя. Здесь Путин с помощью названия стадных животных подчеркивает отсутствие индивидуальностей, безгласность, бессмысленность человеческой массы. Аналогичные «бандерлогам» примеры – это «офисный планктон», «хомячки», «хорьки». Смысл приема в принижении, уничтожении человеческой индивидуальности. Интересно, что на это возникает реакция, использующая те же оскорбительные метафоры для оживления, проявления индивидуальности, – например, возникший позже «бунт хорьков».

После пресс-конференции Путина на проспекте Академика Сахарова в Москве прошел митинг, который был наполнен лозунгами, слоганами, табличками, фактически являющимися прямым ответом Путину. «Контрацептив», естественно, приобрел ряд синонимов, сходство слов «презерватив» и «президент» использовалось очень активно.

Замечательным ответом на «бандерлогов» было «Пуу». Бандерлоги появились из сказки «Маугли». Тем самым себя Путин представил удавом Каа, который их съедает и которого они должны бояться. Так Пуу стало одним из прозвищ политика. Основанные на фамилии прозвища политиков используются в России часто: Жирик для Жириновского, Зю для Зюганова, но в данном случае важна связь именно с цитатой из Киплинга.

На митингах оппозиции гораздо чаще, чем на митингах в поддержку Путина, использовался прием парирования унижения и оскорбления через иронию. Были грубые ответы, но было и очень много языковой игры и иронии, снимающей оскорбление.

Это важно, потому что этот же прием используется и для коммуникации по поводу Украины. Активно придумываются слова ненависти, которые замещают уходящие. Назвать украинца хохлом или русского москалем уже не обидно. Это стертые названия, и стерты они как раз юмором, шутками о москалях и хохлах. На их месте появляются новые слова: это уже упомянутые «колорады», а также «ватники», «вата», то есть еще более бессмысленная, неживая масса. Это тоже снижение, но скорее не по национальному, а по социальному признаку: ватник – одежда низших слоев.

Очень важны официальные слова ненависти. Если мы называем врага террористом, то его можно уничтожать – главное, кто первым выберет слово. Сейчас во всем мире слово «террорист» используется гораздо шире, чем это заложено в словарях любого языка. Назвать врагов террористами – значит получить право с ними расправиться. С другой стороны, возникают «укры», «укропы», регулярно встречающиеся в прессе «бандеровцы», «фашисты». «Укры» – это издевательство, отсылающее к Украине как «родине укров». Далее появляется еще более издевательский «укроп» (это уже не животная, а растительная метафора). В ответ на это украинцы вдруг начинают использовать укроп как официальный символ Украины. Порошенко даже предложил расшифровывать «укроп» как «украинское сопротивление» (от слова «опiр»).

Известная украинская писательница Оксана Забужко предложила различить названия: старое – «хохол» – обросло пустоватыми ассоциациями и коннотациями, а «укры» – это страшные существа, которых надо бояться. Уже есть и анекдот, где мимо старушки, продающей укроп, пробегает мужчина в камуфляже и говорит: «Своих не едим!»

Оксана Стефановна Забужко – р. 1960 – Украинская писательница и поэтесса.

Очень важный прием борьбы с оскорблениями, унижениями, словами ненависти – одомашнивание слова. Смеясь, человек осваивает слова, и они перестают быть для него оскорбительными. Отчасти такие же процессы произошли с «хохлом» и с «москалем», героями многих анекдотов. В ответ на «ватники» возникло слово «вышиватник» и «вышиванка» – так называют чрезмерных патриотов Украины. Эти приемы тоже используются обеими сторонами.

Романы, где язык играет одну из главных ролей, построены на том, что автор играет с языком – создает некий конструктор, который чем-то похож на кусочки реальности, но в реальность эту модель воплотить невозможно. У Оруэлла новояз отличался от других языков тем, что словарный запас его с каждым годом не увеличивался, а уменьшался. В реальности же язык расширяется хотя бы за счет тех же «слов ненависти». В жизни власть проводит с языком эксперименты, вводя разного рода политические слова и выражения, но все же главная работа власти происходит с коммуникацией, потому что коммуникацию гораздо легче ограничить, усечь. Запретить в коммуникации гораздо легче, чем запретить в языке. Ограничивается общение между властью и обществом, исчезает возможность общественного диалога и обмена мыслями. В результате оппозиция, противник, вытесняется из средств массовой информации и публичного пространства.

Запретить что-то в языке в полной мере вообще невозможно. Власть контролирует публичное пространство, но запрещенные в публичном пространстве слова могут функционировать в каких-то сообществах. Все попытки сильных тоталитарных государств менять язык ограничивались контролем над языком в публичном пространстве. Вне публичного пространства люди используют те слова, которые хотят.

Лев Патрушев – Доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологии ФГБУН Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН.

Огромный геном человека, образованный молекулами ДНК, заключен в ядре каждой клетки. Общая длина молекул ДНК генома человека, если их вытянуть в одну линию, составляет около двух метров, тогда как диаметр ядра не превышает нескольких десятков микрометров. Следовательно, геном человека в ядре плотно упакован. Геном человека представлен не одной огромной нитью молекулы ДНК, а разделен на отрезки разной длины, которые называют хромосомами. Так же, как и весь геном, каждая хромосома представлена двумя копиями (парой хромосом), полученными от отца и от матери. У здоровых людей 46 хромосом: по 23 от каждого из родителей.

Гигантские молекулы ДНК, составляющие геном человека, построены всего из четырех строительных блоков – нуклеотидов, которые обозначают латинскими буквами A, T, G и C. Нуклеотиды, как буквы в тексте, чередуются в молекуле ДНК в строго определенном порядке, образуя осмысленный текст – множество уникальных последовательностей, формирующих гены. Каждую из таких последовательностей нуклеотидов, составляющих отдельный ген, можно сравнить с конкретным словом или предложением нашего языка. Суммарно все молекулы ДНК генома человека построены из трех миллиардов нуклеотидов. Прочитав заключенный в геноме текст из трех миллиардов букв, можно оценить многие биологические особенности конкретной личности: сделать вывод о здоровье человека и его психических особенностях. Поэтому изучение последовательностей нуклеотидов очень важно, но из-за гигантского размера генома человека это чрезвычайно сложно.

Не нужно быть генетиком, чтобы сделать вывод о том, что двух одинаковых людей не бывает. Сегодня хорошо известно, что большинство этих особенностей определяется различиями в последовательностях «букв», составляющих гены конкретных людей.

От родителей потомству передается по одной копии генома, которые, объединившись в яйцеклетке, запускают работу генов и формируют личность. Чтобы это стало возможным, геном родителей должен копироваться при делении половых клеток. Поскольку точность копирования ограничена, возникают ошибки в последовательности «букв», составляющих гены. Одна или несколько «букв» могут меняться на другие. Из-за таких ошибок меняется и смысл всего слова, а вместе с тем эффективность и корректность работы измененного гена. Ошибки в последовательностях нуклеотидов называют мутациями.

Помимо ошибок копирования генома источником мутаций могут быть мутагены, химические вещества, резко повышающие частоту возникновения мутаций. Физические факторы окружающей среды – ультрафиолетовый свет, радиоактивное излучение – также приводят к повышенному накоплению мутаций.

Удивительно, но основным источником мутаций у человека являются все же внутренние причины. В здоровом организме человека протекают биохимические процессы, в результате которых образуются вещества, повреждающие его гены. К таким веществам, в частности, относятся активные формы кислорода. Под действием этих веществ в каждой клетке человека ежедневно возникает до двухсот тысяч повреждений ДНК, большая часть которых исправляется многочисленными защитными механизмами. Нарушение защитных механизмов приводит к развитию у человека тяжелых патологий, включая рак, диабет и аутоиммунные заболевания. Наличие таких внутренних отравляющих веществ – один из основных факторов, ограничивающих продолжительность нашей жизни.

Непрерывно возникающие в геноме человека мутации накапливаются в обществе из поколения в поколение в виде большого генетического груза и служат источником генетического разнообразия человечества.

Несмотря на большой размер, геном человека содержит не очень много генов. Исследования структуры генома последних лет показали, что ДНК генов составляет лишь 3 % всей геномной ДНК. Функции остальной части генома в настоящее время неизвестны. Изменения в части генома человека, относящейся к генам, чаще всего приводят к заболеваниям. Бывают сильные мутации, которые полностью выключают работу отдельных генов. Если ребенку и от отца, и от матери достается поврежденный ген, у него неотвратимо развивается патологический процесс.

Возникновение таких распространенных заболеваний, как рак, диабет, ожирение, сердечно-сосудистые и нейродегенеративные болезни, так просто не объясняется. Развитие этих заболеваний обусловлено действием на организм человека двух групп факторов: генетических и факторов окружающей среды. На сегодняшний день обнаружено большое число широко распространенных мутаций, иначе называемых полиморфизмами, которые ассоциированы с такими заболеваниями. Человек с этими мутациями в геноме попадает в группу риска – вероятность развития соответствующей патологии у него выше, но только вероятность, которая может и не реализоваться.

На основании данных о таких мутациях никогда нельзя предсказать с полной уверенностью, заболеет человек или нет. То есть тестировать геном внешне здорового человека на наличие в нем таких мутаций бессмысленно. В современной медицине сложилась неопределенная ситуация с прогнозом развития сложных многофакторных заболеваний у внешне здорового человека.

Несмотря на то что набор генов у всех людей почти один и тот же, каждый конкретный ген в популяциях человека представлен очень большим числом вариантов из-за разных мутаций, накопленных в нем в процессе эволюции. Этим обеспечивается неповторимость генома каждого человека. Также уникальны и формирующиеся сети взаимодействующих генов. При внесении в такую сеть нового мутантного варианта гена она перестраивается и достигает нового равновесия. В результате предсказать влияние отдельной распространенной мутации на здоровье человека в настоящее время практически невозможно. Такие мутации нельзя рассматривать изолированно от остального генома – они являются его неотъемлемой частью и на уникальном генетическом фоне конкретного человека могут и не проявиться. Теоретически выявить опасность можно было бы, определив полную структуру всего генома, то есть установив полную последовательность «букв» его ДНК, а это исключительно сложно.

Первая полная усредненная структура генома человека была расшифрована к 2000 году. В этой грандиозной работе принимали участие две группы исследователей. С одной стороны, до 1997 года такими исследованиями занимался большой международный консорциум, деятельность которого координировал Фрэнсис Коллинз, ныне занимающий пост директора Национального института здоровья США. В 1997 году, когда работа была близка к завершению, а все полученные результаты были опубликованы, к исследованиям независимо подключился американец Джон Крейг Вентер. На пожертвования он организовал фирму Сelera Genomics, которая проводила исследования структуры генома преимущественно самого Вентера. В итоге обе группы одновременно пришли к финишу. Затраты на расшифровку генома человека и с той и с другой стороны составили приблизительно по 3 миллиарда долларов. Расшифровка генома Вентера оказалась первой опубликованной структурой персонального генома человека.

Фрэнсис Коллинз – р. 1950 – Американский генетик, получивший всемирную известность как руководитель проекта по расшифровке генома человека.

Джон Крейг Вентер – р. 1946 – Американский биолог и предприниматель. Президент компании Celera Genomics, занимавшейся параллельной коммерческой версией проекта «Геном человека». Первоначально предполагалось платное использование данных, однако позже Вентер опубликовал свои результаты и включил их в проект «Геном человека». В 2000 г. Вентер и Коллинз вместе доложили президенту США о составлении карты человеческого генома.

На сегодняшний день благодаря методической революции в определении последовательности нуклеотидов стоимость прочтения персонального генома снизилась с трех миллиардов до 3–5 тысяч долларов. Новые методы стали пригодны для проведения широких клинических исследований. Были сконструированы приборы нового поколения, работающие на совершенно иных принципах. Одна современная машина для определения структуры генома человека заменяет по производительности сотни старых приборов, использовавшихся в первых экспериментах по расшифровке генома. Последним достижением в этой области является разработка английских ученых – прибор, который помещается на ладони, подключается к ноутбуку через разъем USB и, как обещают, будет стоить около 900 долларов. Если этот прибор выйдет на рынок, то расшифровка по крайней мере значительной части генома человека в скором времени может стать общедоступной.

Одним из результатов использования в исследованиях генома приборов нового поколения было завершение в 2012 году международной программы «1000 геномов». В ходе программы были расшифрованы персональные геномы тысячи человек, относящихся к разным расам и популяциям, а также геномы отдельных семей: мать – отец – ребенок. Полученные данные подтвердили прогнозы и накопленную ранее информацию об исключительном разнообразии геномов: у каждого обследованного человека количество отличий от стандартного генома составило около 3,5 миллиона однобуквенных замен. При этом в каждом персональном геноме здорового человека обнаруживали до пятисот тысяч ранее неизвестных мутаций. Было также выявлено большое количество мутаций, ассоциированных с тяжелыми заболеваниями. Доказанный факт, что геном каждого человека является уникальным и неповторимым, лег в основу новой концепции терапии больного человека.

В соответствии с новой концепцией современные методы лечения должны основываться на учете генетических особенностей организма пациента. Для каждого лекарства в организме имеется биологическая мишень в виде белка-рецептора или фермента – больших молекул, структура которых закодирована в генах человека. Поскольку в геномах людей могут встречаться различные варианты конкретных генов, различаться будут и белки-мишени, которые ими кодируются. В результате одно лекарство может по-разному взаимодействовать с мишенями: если для одного человека лекарство эффективно, для другого оно может быть бесполезно. Выходит, каждому пациенту для эффективного лечения нужно подбирать лекарственный препарат с учетом его индивидуальных генетических особенностей. Хорошо известным примером является терапия лекарством варфарин, применяемым для предотвращения избыточного свертывания крови. В зависимости от вариантов конкретных генов, участвующих в реализации его действия, пациентам требуется разная эффективная доза лекарства. Известны клинические случаи, когда в силу особенностей строения генома варфарин на пациента не действует вообще. Для подбора правильной дозы лекарства пациентам, принимающим варфарин, рекомендовано генетическое тестирование.

У концепции персонализированной медицины есть и темная сторона – возможное злоупотребление генетическими данными. Если концепцию применить к токсинам, то она может превратиться в свою противоположность и лечь в основу разработки биологического оружия персонального действия. В зависимости от генетических особенностей люди могут быть разделены на группы, чувствительные и устойчивые к токсину. Примером такого избирательного действия лекарств может быть повышенная чувствительность отдельных людей к конкретным распространенным лекарственным препаратам. Современные технологии модификации химических веществ достигли такого уровня, что с их помощью можно создавать вещества, действующие на конкретные генетические варианты мишеней в организме человека. Необходимо помнить об опасности такого использования данных о структуре генома. В этой связи распространение генетических данных о полной структуре персональных геномов должно быть четко регламентировано.

Конфиденциальность при обмене данными о геномах отдельных людей необходимо соблюдать также из-за возможной дискриминации. Уникальность сочетаний вариантов генов говорит о том, что люди по своим биологическим возможностям не равны между собой. Основываясь на данных генетических тестов, некоторые социальные институты дискриминируют людей по генетическим признакам. Прежде всего речь идет о страховых компаниях, которые при страховании жизни или здоровья человека пытаются получить от врачей данные об особенностях его генома. Смысл заключается в том, чтобы снизить сумму страховки при наличии у человека генетической предрасположенности к каким-либо заболеваниям. Дискриминационный подход был отмечен и у некоторых работодателей: фирмы отказывали в приеме на работу людям на основании результатов их генетического тестирования. Такие же явления встречались и в семейных отношениях: открывающиеся данные о наличии вредных вариантов генов у здоровых супругов создают напряженность и могут стать причиной распада семьи. При усыновлении детей люди начинают требовать данные генетических тестов ребенка. Согласно опросам, до 50 % бессимптомных людей с предрасположенностью к болезни Хантингтона[7] подвергались дискриминации во всех трех вышеперечисленных сферах социальной жизни, причем не где-нибудь, а в США, Западной Европе и Австралии.

В настоящее время в большинстве развитых стран генетическая дискриминация ограничена или полностью запрещена на законодательном уровне. Основным научным аргументом, запрещающим генетическую дискриминацию, является неопределенность действия потенциально вредных вариантов гена на здоровье человека. Бессимптомный носитель таких вариантов попадает в группу риска, но сама патология у него может так и не развиться. Как уже упоминалось, возможная причина такой неопределенности – сложные сети взаимодействующих генов, уникальные для каждого человека.

Несмотря на то что генетическое тестирование в нашей стране получает все большее распространение, в Российской Федерации нет законов, запрещающих генетическую дискриминацию и бесконтрольное распространение персональных генетических данных. Эта проблема требует быстрого юридического разрешения.

В современной популяционной генетике и популярной литературе часто употребляют термин «генофонд». Под генофондом понимают совокупность всех вариантов генов, которые встречаются у людей, проживающих на конкретной территории. Среди таких вариантов могут быть как вредные, так и внешне нейтральные или даже полезные мутации. Из-за ограниченности наших знаний о взаимодействиях вариантов генов мы не можем однозначно отнести тот или иной вариант к вредным, нейтральным или полезным. Хотя число индивидов, составляющих нацию, можно пересчитать, генетическое разнообразие генофонда бесконечно. В генофонде непрерывно возникают новые варианты генов и их сочетаний. Состояние генетического равновесия автоматически поддерживается в генофонде природными силами. Наиболее вредные мутации сами выбраковываются естественным отбором: например, на стадии раннего развития зародыша при спонтанных абортах.

Поскольку большинство вновь возникающих в генофонде мутаций либо нейтральные, либо вредные, необходимо защищать человека от неблагоприятных воздействий внешней среды, которые повышают вероятность возникновения вредных вариантов генов. С теми же целями человек может, например, отказаться от некоторых вредных привычек. Для сохранения генофонда необходимо усилиями всего общества развивать науку, которая помогает понять многочисленные последствия от взаимодействия бесконечных вариантов генов. На мой взгляд, было бы ошибочным пытаться улучшить генофонд путем подбора семейных пар по внешним признакам психического и физического здоровья, как это делают селекционеры домашних животных и сельскохозяйственных растений. В обществе, где в результате такого отбора все люди стали бы высокими и голубоглазыми, никогда не были бы написаны ни «Война и мир», ни «Братья Карамазовы», не появились бы ни Гленн Гульд, ни Святослав Рихтер.

Святослав Рихтер – 1915–1997 – Крупнейший музыкант XX века, советский и российский пианист. Семья Рихтера жила на территории Украины и сочетала в себе немецкие и русские национальные корни.

Гленн Гульд – 1932–1982 – Канадский пианист, выдающийся интерпретатор Баха. Среди предков Гульда – евреи, славяне, англосаксы и норвежцы (родственники композитора Эдварда Грига).

Для сохранения генофонда нации любое цивилизованное государство должно заботиться о каждом конкретном человеке. Необходимо, чтобы каждый гражданин достойно дожил до репродуктивного возраста, оставил и воспитал уникальное и неповторимое потомство.

Сегодня мы еще слишком мало знаем о геноме, чтобы делать однозначные выводы о будущем влиянии конкретных вариантов генов на здоровье личности. Наличие вредных вариантов генов в геноме человека в большинстве случаев не является для него приговором. Необходимо отказаться от прямолинейной оценки и прогноза возможного влияния вариантов генов на организм и здоровье человека. Развитие патологического процесса зависит от многих факторов, на большинство из которых человек может повлиять сам, немного изменив свой образ жизни. Пусть впереди нас ждет только радость!

Максим Либанов – Доктор физико-математических наук, профессор МГУ.

Одним из краеугольных камней гармонии является принцип симметрии. Когда говорят о симметрии, мы представляем себе «обычные» симметрии, встречающиеся в природе, такие как симметрия снежинки, кристалла или бабочки. Но симметрии могут быть и более сложными и не столь очевидными. Когда вместо геоцентрической системы Коперник предложил гелиоцентрическую систему и тем самым «симметризовал» нашу планету по отношению ко всем остальным планетам, он совершил великую революцию в физике и в нашем сознании. После этого законы физики, законы небесной механики стали значительно проще и нагляднее.

Целью науки фактически служит открытие наиболее фундаментальных законов, и эти законы должны быть органичны, просты, красивы и логичны. Все основные уравнения с виду довольно просты и по мере развития науки становятся проще. В основе птолемеевской космологии лежало представление о мире, в котором Земля являлась центром Вселенной. Описание такого мира требовало построения сложных математических конструкций. Однако стоило лишь отказаться от идеи, что Земля в центре, и описание стало значительно короче и стройнее. Краткость и простота математического описания – верный знак того, что оно правильно отражает красоту и гармонию самой Вселенной.

Сам вид уравнений Эйнштейна и Максвелла (уравнений электродинамики), а также уравнений, описывающих два других типа взаимодействий – сильного и слабого, практически однозначно фиксируется симметриями, которые существуют в природе. Можно предположить, что, знай, например, Ньютон в XVII веке те симметрии, которые знаем мы, он наверняка бы вывел и уравнение Эйнштейна, и уравнения Максвелла, что называется, на кончике пера. Однако потребовалось более двухсот лет для того, чтобы понять, какие именно симметрии лежат в основе этих теорий.

Альберт Эйнштейн – 1879–1955 – Немецкий и американский физик, создатель теории относительности. Формула Эйнштейна, связывающая массу и энергию, стала самым известным среди населения земли физическим соотношением.

Исаак Ньютон – 1643–1727 – Английский физик и математик, основоположник классической механики и теории гравитации.

Возникает вопрос: можно ли вывести все физические уравнения из единственного требования красоты и симметрии? Возможно, ответ на этот вопрос положителен, но на современном уровне понимания проблемы одной только симметрии явно недостаточно. Дело в том, что в существующих физических теориях во все уравнения входят константы, такие как заряд или масса электрона. Если эти параметры изменить, вид уравнения – а значит, его красота и симметричность – не изменится. Но как повлияет такая процедура на законы физики, на сам вид Вселенной, в которой мы живем? На этот вопрос есть два ответа: либо ничего не поменяется, либо Вселенная изменится до неузнаваемости. Я хочу продемонстрировать, что правильный ответ второй: Вселенная станет неузнаваемой, если лишь чуть-чуть подправить константы в уравнениях.

Начнем с числа измерений нашего мира, которое тоже можно рассматривать как фундаментальную константу. Все мы хорошо представляем, что наше пространство трехмерно: для того чтобы точно задать положение тела, надо знать три числа – скажем, широту, долготу и высоту относительно Земли. Другим фактом, отражающим трехмерность нашего пространства, является то, что через одну точку можно провести ровно три взаимно ортогональные прямые. Строго говоря, необходимо также задать момент времени, когда тело находилось в данной точке, – тогда мы приходим к понятию четырехмерного пространства-времени. Но в дальнейшем мы не будем обращать внимания на эту тонкость и будем говорить о числе пространственных измерений.

Еще древние греки заметили, что геометрия двумерного и трехмерного пространств различна. Так, в двух измерениях существует бесконечное количество правильных многоугольников, а в трехмерном мире – всего пять правильных многогранников[8]. Из этого факта они делали вывод о красоте и гармоничности трехмерного пространства, а в красоте древние греки знали толк. Возникает вопрос, а что было бы (кроме отсутствия гармонии в понимании древних греков), если бы наше пространство не являлось трехмерным? Дело в том, что законы физики, то есть уравнения, о которых говорилось выше, без труда переносятся на любое число измерений. Более того, с одной стороны, справедливость этих уравнений проверена экспериментально в двумерных системах, таких как графен. А с другой стороны, некоторые современные теории, например теория суперструн или М-теория, могут быть непротиворечивым образом сформулированы в десяти– или одиннадцатимерном пространстве-времени.

Рассмотрим одномерный случай, например прямую. На прямой практически любое движение двух и более тел приводило бы к столкновениям. Вряд ли в такой системе могли бы появиться сложные формы организации материи, такие как жизнь. Шуточным аргументом против существования жизни в двумерном пространстве является следующее наблюдение. У высокоорганизованных двумерных животных пищеварительный тракт должен начинаться и заканчиваться в одном месте. В противном случае животное было бы разделено на две не связанные друг с другом части. По этой же причине у такого животного были бы проблемы с кровообращением. Еще одним, более серьезным аргументом против двумерной жизни является то, что в четном числе измерений у распространяющейся волны нет четкого заднего фронта (эффект реверберации). Это привело бы к тому, что двумерное существо слышало бы не последовательный набор звуков (слов), как мы, а наряду со вторым звуком слышало бы отголоски первого. Точно такие же проблемы возникли бы и с визуализацией (поскольку свет – это волна), да и с любым способом передачи информации посредством волн. Другими словами, в четном числе измерений были бы проблемы с коммуникацией, и вряд ли в таких условиях была бы способна появиться высокоорганизованная жизнь.

Более сильный аргумент – законы Ньютона и Кулона[9] в нашем мире. Со школы мы помним, что есть закон обратных квадратов: два тела (или заряда) притягиваются друг к другу с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Несмотря на то что уравнения, приводящие к этому закону, выглядят одинаково в любом числе измерений, решение этих уравнений, то есть сам закон, зависит от числа измерений. Так, в двумерном мире сила была бы обратно пропорциональна расстоянию (а не квадрату расстояния) между телами. Поразительным является тот факт, что только в случае выполнения закона обратных квадратов могут существовать стационарные орбиты планет и уровни электронов в атоме. Другими словами, в любом другом пространстве с числом измерений, отличным от трех, не существовали бы ни планеты, ни даже атомы, и жизнь вообще не смогла бы существовать и даже возникнуть. Нам с тремя измерениями повезло.

Шарль Огюстен де Кулон – 1736–1806 – Французский физик и инженер, сформулировавший закон взаимодействия электрических зарядов.

Попробуем теперь немного изменить другие физические константы. Мы знаем, что масса электрона намного меньше, чем масса нуклона. Вследствие такого соотношения электрон вращается по орбите вокруг ядра, которое практически покоится. Если массу электрона сделать порядка массы нуклона, то и электрон, и ядро будут вращаться относительно их общего центра тяжести. В результате не будет определенного положения ядра. В таком случае не было бы не только химиков и физиков, но и никого другого, потому что не было бы молекул. Существование молекул зависит от простого факта, что электрон намного легче нуклона.

Чтобы идти дальше, вспомним, откуда во Вселенной вещество. Согласно современным представлениям, все вещество во Вселенной было произведено в момент Большого взрыва – периода развития ранней Вселенной, характеризующейся огромной температурой и давлением. После Большого взрыва Вселенная начала расширяться и, подобно расширяющемуся газу, охлаждаться. Приблизительно через 300 секунд температура упала настолько, что стал возможен синтез легких элементов, таких как гелий, – произошел первичный нуклеосинтез. Было вычислено, что во Вселенной должно быть 75 % водорода и около 25 % гелия, что прекрасно согласуется с наблюдательными данными. Поразительно, что эти цифры получились за счет очень точной подстройки констант. Если константы были бы немного другими, то во Вселенной могло бы не оказаться водорода – он бы (почти) весь переработался в гелий. В такой Вселенной жизнь была бы невозможной.

Далее допустим, что массы нуклонов (протонов или нейтронов) отличались бы от известных значений на доли процента в большую или меньшую сторону, и посмотрим, как выглядел бы мир.

Известно, что протон стабилен[10]: его время жизни более 1030 лет. Это огромное число, гораздо больше возраста Вселенной, которой 10–15 млрд лет. Нейтрон, напротив, нестабилен. Свободный нейтрон распадается за 15 минут. Он распадается на протон, электрон и нейтрино, и происходит это за счет того, что масса нейтрона больше, чем сумма масс протона и электрона. Разность масс нейтрона и протона меньше, чем энергия связи нуклонов в ядре, за счет чего и существуют стабильные элементы – нейтрон не может распасться в ядре по энергетическим соображениям. Но если увеличить массу нейтрона всего на 1 %, разность масс окажется больше, чем энергия связи в ядре. Это означало бы, что нейтроны в ядрах были бы нестабильны – все ядра распались бы. Остались бы только ядра водорода – протоны. Вместо нашей разнообразной Вселенной мы получили бы просто водородный пузырь, в котором опять же жизнь была бы невозможна.

Если, напротив, уменьшить разницу в массах между протоном и нейтроном, то распад нейтрона станет куда менее вероятным. Тогда в ранней горячей Вселенной число протонов и нейтронов стало бы более или менее одинаковым. Из такой каши с большой вероятностью образовались бы ядра гелия. Гелий, как мы знаем, инертный газ – а значит, жить во Вселенной из гелия было бы скучновато. Звезды, которые могли бы в ней образоваться, были бы короткоживущими и, следовательно, не дали бы возможности зародиться жизни на окружающих их планетах (если бы такие смогли образоваться). Кроме того, в такой Вселенной не было бы водорода, столь необходимого для образования воды и органических кислот. Сложно представить, что в такой Вселенной была бы возможна жизнь.

А если еще увеличить массу протона, он станет тяжелее нейтрона и будет распадаться на нейтрон, позитрон и нейтрино. В мире останутся только нейтроны, которые не могут притягивать электроны. Не будет атомов, не будет химии, не будет химиков, не будет ничего. Таким образом, все разнообразие мира, каким мы его знаем, определяется очень точным подбором разницы масс протона и нейтрона.

Но откуда берутся такие удивительным образом подобранные константы, мы не знаем. Можно предположить, что это Великий Замысел Творца. А может быть, это фундаментальное свойство природы или счастливая случайность. Физики надеются (они почти уверены), что существует некая теория – теория суперструн или то, что называют М-теорией, – более фундаментальная, чем то, что мы имеем, и которая сможет ответить на эти вопросы, а все таким удивительным образом подобранные значения констант будут следствием некоторых простых симметрий.

Физики и философы сформулировали так называемые антропные принципы[11]. Один из них – сильный антропный принцип – гласит: «Законы Вселенной должны быть таковы, чтобы допускать развитие разумной жизни, которая эти законы формулирует». В действительности в такой формулировке этот принцип не несет никакой гносеологической нагрузки, то есть устанавливает границы нашего познания и эквивалентен признанию существования Великого Замысла или Великой Случайности. На мой взгляд, гораздо интереснее и содержательнее слабый антропный принцип: «Наблюдение данного набора значений мировых констант тем вероятнее, чем с большей вероятностью этот набор констант приводит к возникновению наблюдателей».

По сути слабый антропный принцип допускает, что во Вселенной могут быть разные места с разными значениями констант. То есть набор констант может отличаться от места к месту. Возможно, существует много вселенных, в каждой из которых реализуется свой набор констант. В таком случае наблюдатель существует только в той вселенной, где константы подобраны так, как было описано выше. Если бы значения констант были другие, такая вселенная была бы пуста, в ней не было бы наблюдателя – а значит, такие константы никто не может наблюдать, и мы в том числе. Выходит, что мир, который мы видим, потому таков, что в нем существуем мы. Это следствие того, что константы в нашей Вселенной подобрались единственно правильным образом. Соседняя вселенная, где константы будут чуть-чуть отличаться, окажется пустой. Без наблюдателя там некому будет задумываться и читать лекции о физических константах.

На самом деле существуют наблюдательные данные (хотя и не вполне подтвержденные), что постоянная тонкой структуры[12] изменилась за время существования Вселенной на стотысячные доли. Это может означать, что за космологическим горизонтом она тоже может отличаться, и гораздо сильнее.

Интересно, что слабую формулировку антропного принципа можно применять для того, чтобы что-то предсказывать, используя факт нашего существования как одно из наблюдательных данных.

Рассмотрим один пример. Ядра большинства химических элементов (все, что тяжелее гелия) образуются в звездах. Эти реакции происходят примерно так. При слиянии ядер водорода (термоядерной реакции) образуется гелий. Три ядра гелия сливаются в углерод. Концентрация гелия при этом падает, соответственно, падает и температура, и давление, противостоящее гравитации. Далее гравитация начинает сжимать звезду, и температура снова растет. Начинается следующий этап реакции, и возникает новый элемент: слияние углерода и гелия дает кислород. Такие звездные циклы повторяются в звезде много раз и вырабатывают все вещество, которое мы видим. Считается, что когда-то на месте нашего Солнца была другая, более крупная звезда, которая перегорела, взорвалась как сверхновая, а из рассеянного взрывом вещества образовались Солнце и наши планеты. Все наше богатство химических элементов – продукт жизнедеятельности этой древней звезды. Железо, кислород и кремний, из которых в основном состоит Земля, – просто наиболее энергетически выгодный финальный продукт слияния ядер в недрах этой протозвезды.

Если взглянуть на график зависимости энергии ядерной связи от порядкового номера элемента в таблице Менделеева, видно, что железо – действительно наиболее вероятный продукт звездного горения. Золото куда дальше от оптимума, поэтому золото в нашей Вселенной будет редким элементом.

В описанном достаточно стройном сценарии образования химических элементов есть одна проблема: для того чтобы образовались тяжелые элементы, необходимо, чтобы образовался углерод – так называемое углеродное горлышко. Но реакция слияния гелия в ядро углерода идет очень плохо. Чтобы пошла эта реакция, нужно, чтобы три ядра гелия одновременно оказались в одной точке. Интуитивно ясно, что это очень маловероятно. Вероятность того, что два ядра окажутся в одной точке, велика, но практически невероятно, что и третье ядро окажутся в той же точке. К 1952 году стало ясно, что эта реакция крайне маловероятна, а других реакций, приводящих к образованию углерода, просто не было. С другой стороны, мы существуем: наше существование можно рассматривать как экспериментальный факт, из которого следует, что углерод должен существовать. Исходя из этого факта, Фред Хойл в 1953 году предсказал, что должен быть резонансный энергетический уровень ядра углерода, благодаря которому реакция становится возможной. В предсказании фигурировало значение 7,7 МэВ, а уже год спустя этот уровень действительно был открыт, и оказался чуть меньше, 7,66 МэВ, – поразительное совпадение (МэВ = 106 эВ – единица измерения энергии в ядерной физике).

Фред Хойл – 1915–2001 – Британский астроном, внесший большой вклад в представления об эволюции звезд. Первым употребил термин «Большой взрыв», хотя сам придерживался альтернативной – стационарной – модели Вселенной.

Резонанс – это очень простая штука, которую мы постоянно наблюдаем и используем. Например, качаясь на качелях, нужно вовремя подгибать и разгибать ноги. Вовремя – значит, нужно попасть в такт. Попадание в такт и есть резонанс. Если вы правильно дозируете свои усилия, увеличивается амплитуда колебаний. Если такой резонансный уровень имеется у ядер углерода, если энергия трех ядер подбирается правильным образом и попадает в резонансные пики, то реакция идет хорошо. Если же нет, то она идет плохо. Оказалось, что в случае производства углерода без резонанса не обойтись.

Но это еще не вся история. Следующая реакция – это переработка углерода и гелия в кислород – она уже не резонансная. Оказалось, что резонанс у кислорода на десятые доли процента отличается от суммарной энергии углерода и гелия. Если бы эта реакция была резонансной, то перегорел бы весь углерод. В природе не было бы углерода, а были кислород и более тяжелые элементы. Возможно, была бы кремниевая жизнь. Но наша жизнь углеродная – тоже поразительный факт. Вновь все решило тонкое соотношение чисел.

Другая проблема, к решению которой можно подойти с точки зрения антропного принципа, связана с так называемой космологической постоянной. Те, кто интересуется или посматривает на странички интернета, связанные с физикой, возможно, слышали о темной энергии и космологической постоянной. Проблема состоит в следующем. В обычной ньютоновской механике энергию можно отсчитывать от любого уровня: от уровня моря, от стола, от пола – от чего угодно, важна только разность энергий. Это справедливо для всех физических теорий, кроме единственной: теории гравитации Эйнштейна. Из знаменитой формулы E = mc² следует, что энергия есть масса, способная притягивать другую массу, и это притяжение зависит не от разности энергий, а от их абсолютного значения. А значит, очень важно, от какого уровня мы будем отсчитывать энергию во Вселенной. У вакуума – состояния с наименьшей энергией – совсем не обязательно будет энергия, равная нулю. Эта энергия вакуума называется космологической постоянной и обозначается буквой Λ. Она вносит вклад в общую плотность энергии во Вселенной, а от значения этой плотности зависит, будет ли Вселенная расширяться бесконечно или, наоборот, схлопнется в точку.

Космологическая постоянная могла бы быть равна нулю – это было бы красиво. Такое значение космологической постоянной можно было бы объяснить некоторой (пока еще неизвестной) симметрией. Однако если предположить, что нет механизмов, обращающих в ноль космологическую постоянную, то простая размерная оценка показывает, что в этом случае ее наиболее «естественное» значение на 120 порядков (на единицу со ста двадцатью нулями!) превосходит плотность материи[13] во Вселенной. Будь космологическая постоянная на самом деле такой, Вселенная мгновенно раздулась бы до гигантских размеров. Настолько гигантских, что плотность вещества стала бы меньше одного нуклона на всю видимую часть Вселенной. Ясно, что ни о какой жизни в такой Вселенной не может идти и речи.

В 1987 году нобелевский лауреат Стивен Вайнберг, исходя из антропного принципа, а именно опираясь на факт существования галактик, показал, что если космологическая постоянная отлична от нуля, то она не может сильно превышать плотность материи во Вселенной. В противном случае галактики просто не смогли бы образоваться, не было бы звезд и не было бы космологов.

Стивен Вайнберг – род. 1933 – Американский физик, лауреат Нобелевской премии (вместе с Шелдоном Ли Глэшоу и Абдусом Саламом) за создание объединенной теории электрослабого взаимодействия. На русском языке изданы научно-популярные книги Вайнберга «Первые три минуты» и «Мечты об окончательной теории».

В 1998 году, наблюдая за сверхновыми типа Ia, две группы астрофизиков независимо друг от друга открыли, что наша Вселенная не просто расширяется, а расширяется ускоренно. В дальнейшем этот факт был подтвержден другими независимыми наблюдениями, и в 2011 году это открытие было отмечено Нобелевской премией. Почему так важен этот факт, что ученые, обнаружившие его, были удостоены такой высокой награды? Дело в том, что любая «обычная» материя (и темная, и барионная, способная взаимодействовать со светом) не может привести к ускоренному расширению Вселенной. Расширение если и будет, то замедленным. Только субстанция с необычными свойствами (отрицательным давлением, а давление в теории гравитации тоже весит) может привести к ускорению. Такую субстанцию называют темной энергией (не путать с темной материей – веществом, не взаимодействующим со светом и, следовательно, невидимым для нас). Частным случаем темной энергии является космологическая постоянная. Частным, потому что в общем случае темная энергия может быть динамической, то есть зависеть от времени. В настоящее время нет никаких достоверных свидетельств, что темная энергия является динамической, а все имеющиеся наблюдательные данные прекрасно отражаются в рамках модели CDM – модели, описывающей эволюцию Вселенной, в которой роль темной энергии играет космологическая постоянная. (Аббревиатура CDM означает Cold Dark Matter – «холодная темная материя» – еще одна компонента, дающая вклад в полную плотность энергии во Вселенной и необходимая для правильного описания эволюции последней). Кроме того, из наблюдательных данных удалось извлечь значение космологической постоянной: оно оказалось в три раза больше плотности энергии вещества и близко к значению, предсказанному Вайнбергом! При этом суммарная плотность энергии такова, что наше пространство остается плоским и евклидовым, оно не сжимается в точку и не расширяется слишком быстро. Мы видим, что и здесь тоже налицо тонкая настройка параметров, делающая мир вполне пригодным для нашего с вами проживания.

«По всей видимости, жизнь вообще не смогла бы организоваться и существовать при числе измерений, отличном от трех, и нам с нашими тремя измерениями повезло».

Максим Либанов

Слабый антропный принцип допускает (и предполагает) существование либо разных частей с разными константами в нашей Вселенной, либо существование разных вселенных. На самом деле это напоминает то, что предлагал Джордано Бруно: множественность миров. Хотя Бруно и говорил о планетах, современным физикам планет мало, они говорят о вселенных. Можно спросить, где эти вселенные, но лучше спросить, где и когда эти вселенные. Один из вариантов такой: Вселенная циклически сжимается и расширяется, чуть-чуть меняя свои параметры в каждом цикле. Рано или поздно она приходит в такой цикл, где параметры подбираются такими, какими мы их видим, – такими, которые допускают появление нас с вами. Соответственно, мы появляемся и описываем увиденное нами в созданных нами теориях.

Другой вариант множественности миров – то, что называется вселенными Эверетта. Это чисто квантово-механический эффект, эффект наблюдателя. В квантово-механической картине мира физический закон предсказывает не точный исход процесса, а лишь вероятность разных исходов. Лишь в момент наблюдения природа «выбирает», в какой точке пространства мы увидим электрон или в какой момент времени зафиксируем распад нейтрона. В 1957 году Хью Эверетт предположил, что в момент наблюдения (то есть фактически в каждый момент времени) история Вселенной расщепляется на множество вариантов, соответствующих каждому из возможных результатов наблюдения. А значит, буквально «рядом» существует другой мир, где мы все делаем чуть-чуть по-другому, причем таких миров бесконечно много.

Хью Эверетт – 1930–1982 – Американский физик, автор «многомировой» интерпретации квантовой механики (1957). После защиты докторской диссертации оставил физику, не встретив поддержки коллег.

Третий вариант множественных миров связан с теорией инфляции[14]. В ее основе – очень хорошо согласующаяся с наблюдениями идея, что на начальном этапе эволюции наша Вселенная претерпела очень быстрое расширение. Произойти это могло из-за того, что на самом элементарном уровне наше пространство динамично, оно постоянно меняется за счет квантовых осцилляций. На расстояниях порядка планковской длины пространство схлопывается, образуется и снова схлопывается. Образуется так называемая пространственно-временная пена. Но иногда, с небольшой вероятностью, возникают очень большие флуктуации, больше планковской длины. Пузырек такого нового пространства вместо того чтобы схлопнуться, начинает раздуваться. Стадия быстрого раздувания называется инфляцией и происходит очень быстро, за 10–35 секунд. Из таких пузырей и образуются различные вселенные. Их может быть много, и в каждой из них могут быть свои законы.

Что находится между этими вселенными? Ничего. Вообще ничего. Там нет пространства и даже нет времени. Инфляция происходит с самим пространством. Между вселенными – возможно, квантовая пена, о которой физика пока не может сказать ничего определенного, потому что там ничего нет, в том числе и физики.

Наконец, один из вариантов множественных миров предлагает теория струн, в которую прекрасно вписывается инфляция. Эта теория возникла для того, чтобы снять противоречия между квантовой механикой и теорией гравитации. Электроны, фотоны, гравитоны, весь зоопарк частиц – это колебания струны. В теории струн есть всего одна константа связи вместо тех, которые мы знаем (в настоящее время их чуть больше двадцати). Была (и остается) надежда, что из этой константы можно будет получить все остальные константы и они будут такие, как надо. Это была бы действительно фундаментальная теория, объясняющая все на свете.

Однако оказалось, что уравнения этой теории приобретают смысл лишь в том случае, если число измерений пространства-времени – не четыре, а десять. Почему мы видим лишь три пространственных измерения и одно временное? Потому что лишние измерения «свернуты» в многомерные поверхности ничтожно малого размера, подобно тому как свернуто в кольцо одно из измерений (поперечное) на двумерной поверхности шланга. От того, как именно устроены эти поверхности, зависят конкретные предсказания теории о нашей Вселенной.

Выяснилось, что число способов прийти от десяти измерений к нашим трем варьируется от 10 100 до 10 500. Возможно, их даже больше, вплоть до бесконечности. Каждому такому переходу, каждому типу такого перехода будет соответствовать своя вселенная со своим набором констант связи. Они будут либо раздуваться, либо схлопываться, они могут быть пустые. Вероятность найти среди них вселенную, где образуются звезды и галактики, условно говоря, будет порядка 10 – 500 степени, то есть почти нуль. Если почти нулевое число умножить на почти бесконечность, получится «немножко» вселенных, в которых бывает жизнь и бывают разумные особи, удивляющиеся тому, как устроен мир.

Может показаться, что все это бред сумасшедшего или фантазии ученых, что никакой практической пользы от этого не может быть. Есть, однако, одна история, связанная с величайшим физиком XX века Эрнестом Резерфордом. Этот человек открыл альфа– и бета-излучение, обнаружил протон, доказал, что атом устроен планетарным образом – что электроны вращаются вокруг ядра, – и сделал еще массу других открытий, каждое из которых могло бы быть удостоено Нобелевской премии по физике. Сделав как никто много для ядерной физики, Резерфорд в 1933 году сказал: «Каждый, кто надеется, что преобразование атомных ядер станет источником энергии, исповедует вздор». Как теперь ясно, он сильно ошибался: до атомного взрыва в Хиросиме оставалось всего двенадцать лет.

Эрнест Резерфорд – 1871–1937 – Английский физик, заложивший основы теории строения атома. Лауреат Нобелевской премии 1908 г.

Конечно, никто сейчас не может дать гарантии, что открытие, например, ненулевой космологической постоянной принесет в обозримом будущем какую-то практическую пользу. Но совершенно очевидно, что никакой пользы точно не будет, если не задаваться вопросами, поставленными в этой лекции, если не пытаться понять, как и почему так, а не иначе, устроен наш мир. Именно поэтому тратятся немалые средства на проведение исследований в области фундаментальной физики. Именно поэтому на Большом адронном коллайдере (по разным оценкам, стоимость от 6 до 10 миллиардов долларов) разработана целая программа по поиску подтверждений теории струн. Ищут квантовые черные дыры, которые могут появиться в некоторых моделях, ищут проявления дополнительных измерений. Возможно, нам повезет и мы найдем подтверждения теории струн, возможно, мы удостоверимся в существовании других вселенных и, возможно, когда-нибудь будет найден способ сделать туннель в другую вселенную. И когда наша Вселенная рано или поздно умрет (а это случится почти наверняка хотя бы из-за ненулевой космологической постоянной), мы сможем перебраться в новый мир, и разум не погибнет вместе с нашей Вселенной.

…Или не сможем – время покажет, как на самом деле устроен мир.

Сергей Попов – Астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Астрономического института им. П. К. Штернберга (ГАИШ) МГУ.

Начнем издалека – с краткой истории вселенной. Вселенная имеет конечный возраст. Идея эта очень интересна, и рационально мыслящие люди в нее не всегда верили. Под вселенной в данном случае я понимаю «вселенную с маленькой буквы» – то, что мы видим вокруг, что мы видим в телескопы сейчас и сможем увидеть в сколько-нибудь обозримом будущем. Всего этого когда-то не было. Это очень жесткое, абсолютно не философское, но наблюдательное утверждение. Сейчас мы в этом убедимся.

Представим, что вселенная бесконечна и заполнена звездами (это рациональная вселенная XIX века). Нигде нет никакого центра, мы не живем в центре скопления звезд. Если бы мы жили в центре мира, это было бы очень подозрительно, но мы живем в самом заурядном месте. Значит, куда бы мы ни посмотрели – взгляд рано или поздно упрется в звезду. Это легко понять: если завязать глаза и побежать даже через самый редкий лес, вы непременно найдете лбом свое дерево. Если ночью смотреть в заполненную звездами бесконечную Вселенную, где-то взгляд должен упереться в «лампочку» и все небо должно сиять, как поверхность звезды. Никакой ночной черноты не было бы. Отчего же мы, тем не менее, видим небо таким, какое оно есть, – яркие огоньки на черном фоне? Звезды где-то заканчиваются?

Правильный ответ в том, что звезды кончаются не в пространстве, а во времени – когда-то этих звезд не было. Вселенная при этом может быть бесконечна – это ничему не противоречит, просто звезды возникли какое-то время назад, и свет от далеких звезд до нас не дошел. Теперь мы знаем, какое это время – примерно 13,7 миллиарда лет назад.

Когда-то произошло нечто, что мы называем Большим взрывом[16], в котором родилась наша Вселенная. После этого она начала расширяться и продолжает это делать по сей день. Мы это действительно знаем, это наблюдательный факт, а не результат интерполяций и экстраполяций. Сначала Вселенная была очень горячей и плотной – мы видим оставшееся от той эпохи излучение. Если включить телевизор и поймать пустой канал, на экране будет рябь. Заметный процент этой ряби и есть излучение далекой горячей Вселенной. Если бы вы это заметили до 1965 года и сделали правильный вывод, получили бы Нобелевскую премию.

В какой-то момент горячее вещество остыло и, как говорят физики, рекомбинировало. Это значит, что оно стало нейтральным: электроны прицепились к ядрам, которых было всего два – водород и гелий. Тогда наступили темные времена. Нейтральное вещество ничего не излучает, а звезд еще нет. Затем, после темных веков, наконец-то начали образовываться первые звезды. Во Вселенной были места, где плотность вещества была побольше, а в других местах плотность была поменьше. Туда, где плотность больше, притягивалось еще вещество и образовывались массивные комки. В этих комках было довольно много темного вещества. В астрономии оперируют своими единицами, в частности массой Солнца. Так вот, темного вещества в типичном комке было где-то на миллион масс Солнца, а обычного вещества – водорода и немножко гелия – было на сто тысяч масс Солнца. В таком облаке в современных моделях и возникает самая первая звезда. Звезды – первые объекты, которые загорелись во Вселенной.

Темное вещество – одна из ключевых космологических загадок. Сегодня считается, что это некий вид элементарных частиц. На роль этих непонятных частиц в теории есть несколько хороших кандидатов, но пока ни одного не поймали. Этих частиц по массе примерно раз в пять больше, чем обычного вещества.

Итак, в местах наибольшей плотности получаются облачка, где загораются первые звезды. Дальше процесс продолжается, и эти плотные облачка начинают сливаться друг с другом. Их слияние дает галактику. Не только наша, но и другие галактики состоят из сотен миллиардов звезд, из большого количества газа, пыли, темного вещества. Они образованы путем слияния более мелких галактик, а изначально даже не галактик, а облаков, где было буквально по одной звезде.

Все это мы пока не видим по двум причинам: во-первых, это далеко. У нас во Вселенной все просто: есть скорость света, поэтому от далеких объектов сигнал к нам приходит спустя какое-то время – расстояние поделить на скорость света. На самом деле есть хитрость, потому что Вселенная расширяется, и расстояние увеличивается. В результате события, которые происходили давно, трудно увидеть – даже если в тот момент, когда они происходили, они были ближе, то сейчас они далеко.

Во-вторых, это связано с явлением, которое называется «красное смещение». Вселенная растягивается, и вместе с ней расширяются все несвязанные объекты. Расширяется свет: вы испустили зеленый луч, а он летит далеко-далеко во Вселенную и превращается в красный – вытягивается. Дальше он может превратиться в инфракрасный, а инфракрасный с Земли уже не видно. Чтобы все это увидеть, придется запускать телескоп в космос. Нет никакого дешевого способа с Земли увидеть инфракрасное излучение или, наоборот, рентгеновское. Поэтому нужно строить новые инструменты, которые, как все надеются, покажут нам самые первые звезды и галактики.

Сейчас самые большие запущенные на орбиту телескопы имеют диаметр под четыре метра. Телескопы большего размера не влезают в ракету. Если нужен телескоп больше, его надо делать раскладным, как зонтик.

Телескоп – очень хитрое, сложное, высокотехнологическое устройство. В космосе его надо защищать от солнца, чтобы он не нагревался, на него влияют заряженные частицы и много что еще. В результате он получается очень сложный и в изготовлении, и в эксплуатации. Астрономические приборы такого уровня очень дороги по двум основным причинам; третья добавляется, если прибор надо отправлять в космос. Первая причина в том, что они делаются в одном экземпляре – все, что вы делаете в одном экземпляре, дорого. Если болид «Формулы-1» делать миллионными партиями, он будет гораздо дешевле, чем сейчас. Вторая причина состоит в необходимости разработки новых технологий. Третья причина в том, что в космосе все дороже.

Есть проекты наземных телескопов, которые покажут нам первые звезды и галактики. Самый большой из них – система радиотелескопов SKA[17]. Если проект будет реализован, он будет стоить несколько миллиардов долларов. Для наземной астрономии это фантастические деньги. Есть также миллиметровые телескопы на Земле, например, в пустыне Атакама. Телескопы нужно строить высоко в горах, где очень сухо, так как пары воды мешают наблюдениям в этом диапазоне спектра.

Как ни странно, про первые галактики нам могут рассказать и новые рентгеновские спутники. Эти спутники запускают в космос, потому что рентгеновское излучение, к счастью, не проходит сквозь земную атмосферу. Излучение это хорошо тем, что это почти что самые «жирные» кванты. Если вам нужно убежать и унести с собой пару миллионов долларов, все знают – надо брать крупными купюрами, потому что купюрами по доллару вы физически не унесете два миллиона. Природа мудра и поступает точно так же. Если в одном месте выделяется очень много энергии, надо уносить ее большими квантами – рентгеновскими. Когда идут какие-то бурные процессы, энергия испускается в рентгеновском диапазоне. Такие процессы происходят, например, когда вы кидаете предметы в черную дыру.

Идея очень простая. Все боятся, что на нас упадет астероид, потому что при этом происходит огромный взрыв. Это просто камень (не бомба!), но выделяется очень много энергии. Астероид падает с очень большой скоростью – если помните, есть такая формула: ½mv². Если из космоса кинуть предмет на Землю, он падает со скоростью несколько километров в секунду, влетает в атмосферу, дальше тормозится и выделяет энергию.

Другое дело, если предмет кинуть не на Землю, а в черную дыру. В черную дыру предмет падает со скоростью света, и если перед этим он с чем-то сталкивается, выделяется огромное количество энергии, на единицу массы гораздо больше, чем при ядерном взрыве. Самые первые черные дыры образовались из самых первых огромных звезд и начали поглощать вещество. Падая, вещество нагревалось и испускало рентгеновские лучи. Так с помощью рентгеновских спутников можно увидеть самые первые черные дыры.

Самые естественные черные дыры возникают из звезд. Звезда живет, пока в ее недрах легкие элементы превращаются в тяжелые. Так она поддерживает устойчивость. Гравитация стремится схлопнуть звезду, а внутреннее давление этому противодействует. Чтобы было внутреннее давление, нужно, чтобы была энергия. Ее звезда берет из термоядерного синтеза. Когда эта энергия заканчивается, звезда начинает схлопываться. Если масса очень большая, то она схлопнется в черную дыру – это и есть самый естественный процесс образования черных дыр.

Я думаю, что черные дыры есть. Я бы не задумываясь поклялся правой рукой директора своего института в том, что черные дыры существуют. Считается, что в центрах галактик, в том числе и в нашей, есть очень массивные черные дыры. Пока не совсем понятно, откуда они взялись. Скорее всего, часть из них развилась из самых первых черных дыр, образованных из самых первых звезд. Они поглощали вещество и таким образом нарастили массу. Есть предсказание о первичных черных дырах, промежуточных черных дырах, но их пока никто не наблюдал.

Самые лучшие кандидаты в черные дыры появились в 1970-е годы в системах двойных звезд. Звезды, особенно массивные, по большей части рождаются парами. Идея тоже очень проста, все мы помним, как образовывалась Солнечная система: было облако газа и пыли, оно сжималось. Мы все смотрим фигурное катание и помним, что, когда объект сжимается, он начинает вращаться быстрее. Сжимаясь, это облако может начать вращаться настолько быстро, что разделится на две части: его разрывает вращением, и тогда образуются две звезды. Это общий случай, он часто встречается в природе.

В двойной звезде нет ничего необычного. Если на небе ясно, их можно наблюдать, и особенно красиво, когда они разного цвета. Как и глаза у людей, звезды тоже бывают разных цветов. Две звезды живут, и одна из них – та, которая быстрее эволюционирует, – может превратиться в черную дыру. Дальше, чтобы ее стало видно, вещество второй звезды должно начать перетекать на первую. Это происходит, если звезда раздулась и вещество с нее захватывается черной дырой. Образуется красивый диск, в котором у самой внутренней его границы вещество двигается с половиной скорости света. Вещество разогревается до миллионов градусов, и мы видим яркий рентгеновский источник.

Именно такие явления стали открывать в 1970-е годы, когда начали запускать спутники с рентгеновскими детекторами. Таких двойных звездных систем сейчас известно множество. Часто это большие системы с гигантскими звездами, которые в десятки раз тяжелее Солнца и намного ярче. В названиях звезд использовались названия спутников, их открывших, координаты звезды, созвездий; часто фигурирует буква Х (икс), потому что на всех языках, кроме русского и немецкого, рентгеновские лучи называются Х-лучами. Есть замечательная история о том, как в советские времена ученый отправил из-за границы телеграмму в свой институт, потому что было сообщение о вспышке в одной из таких двойных систем. Телеграмма не дошла, а в КГБ долго изучали сообщение: «Следите за Лебедем Х-3».

Сегодня считается, что в таких системах невидимым объектом является черная дыра. Для этого есть причины. В первую очередь это связано с отсутствием пульсаций. Если в рентгеновской системе находится не черная дыра, то это должна быть нейтронная звезда. В двойных с такими объектами часто наблюдают пульсации излучения. На самом деле они не пульсируют так, как пульсирует сердце, просто на поверхности нейтронной звезды есть яркое пятно, а звезда вращается. Периодически, как в маяке, сигнал попадает на Землю, и тогда мы видим объект, регулярно меняющий свою яркость – пульсар[18]. Чтобы объект пульсировал, у него должна быть поверхность. Если рентгеновский объект не пульсирует, скорее всего, у него нет поверхности, а единственный объект, у которого нет поверхности, – это черная дыра.

Есть также некоторые особенности излучения, которые говорят нам о том, что объект, скорее всего, является черной дырой. Но главное – они очень тяжелые. Мы представляем себе примерно, до какой степени можем издеваться над веществом и пытаться его сжать. При некотором усилии вещество отказывается дальше сопротивляться и проваливается в никуда, в черную дыру. Нижняя граница массы черных дыр соответствует трем массам Солнца. Если мы видим темный объект с массой четыре массы Солнца, то это не может быть тяжелая нейтронная звезда. Вы можете сделать кресло, но если вы сделаете кресло с массой в три массы Солнца, оно схлопнется в черную дыру. Такого предмета существовать просто не может, и его нельзя придумать. Это главная причина, почему мы считаем эти объекты черными дырами. Никаких других хороших моделей, позволяющих объяснить тяжелый темный объект, у нас сегодня нет.

Интересно рассмотреть аргумент отсутствия поверхности. Если не черная дыра, то что? В данном случае альтернатива – это нейтронные звезды. У нейтронных звезд есть поверхность, они иногда могут не пульсировать. Итак, вещество с соседней звезды начинает перетекать на нейтронную звезду. Вещество в этом случае – водород. Водород накапливается, становится горячее и плотнее. Когда водород становится все горячее и плотнее, происходит термоядерный взрыв. И это наблюдается! Однако есть точно такие же системы, где нет никаких вспышек. Единственный здравый аргумент состоит в том, что в такой системе у компактного объекта, на который течет вещество, нет поверхности. По сути это не могут объяснить иначе, чем сказав, что там находится черная дыра.

Черная дыра для физиков – это самая консервативная гипотеза. Вообще говоря, вся экзотика современной науки – темное вещество, темная энергия, черные дыры, вообще все непривычное и таинственное, что есть в современной физике, – это в то же время и самое консервативное, то есть простейшее объяснение наблюдаемых феноменов.

Самая надежная на сегодняшний день черная дыра существует в центре нашей Галактики. Мы можем сейчас наблюдать, фотографировать, складывать фото и получать реальную картину того, что там происходит. Мы видим, что звезды двигаются в центре Галактики, мы можем видеть кривые вращения, прописать их орбиты, измерить, какая масса заставляет эти звезды крутиться. И мы видим, что в самом-самом центре нашей Галактики сидит объект размером намного меньше земной орбиты, но с массой четыре миллиона масс Солнца. Его называют Sgr A*[19]. Все это мы четко видим по орбитам, так что объект там точно есть, это уже не обсуждается. Единственное здравое объяснение, которое пока придумали, – что тусклый объект с массой четыре миллиона масс Солнца – черная дыра.

А вдруг это не дыра? Расчеты показывают, что если вы разместите в области размером меньше радиуса земной орбиты практически что угодно, то это довольно быстро сколлапсирует в черную дыру. А недавно появился совсем, на мой взгляд, потрясающий аргумент в пользу того, что в центре нашей Галактики находится именно черная дыра. Космос, естественно, не пустой, в нем всегда что-то есть: какой-то мусор, газ. Если есть тяготеющий центр, то газ туда будет стремиться течь – гравитацию никто не отменял. Мы видим, как в центр течет газ, и если бы там была какая-то стенка, газ бы ударился о нее почти со скоростью света и выделил очень много энергии. Мы, напротив, видим, что более 99,6 % энергии выделяется в самом потоке: газ течет и, ни во что не врезаясь, куда-то исчезает. Единственное здравое объяснение опять – черная дыра.

Несмотря на все это никому Нобелевскую премию за черные дыры пока не дали. Существование горизонта черной дыры реально не доказано, сделать это технически сложно. Тем не менее есть надежда в ближайшие годы прямо увидеть этот горизонт. Связано это с совсем экзотическим процессом. Мы знаем, что есть двойные звезды. Одна звезда уже превратилась в черную дыру. Теперь, говорю я, вторая звезда тоже может превратиться в черную дыру. Первая превратилась, а если вторая достаточно массивна, то и ей ничего не мешает тоже превратиться в черную дыру. Итак, у нас получилось две черные дыры. Обе они крутятся в двойной системе, и эта система начинает испускать гравитационное излучение. Идея гравитационных волн на самом деле довольно простая. Известно, что общая теория относительности – это геометрическая теория гравитации. Соответственно, тяжелые тела искажают пространство. Если взять айпад и надавить на него пальцем, то есть массивным телом, поверхность исказится. Если же будет два пальца, которые, вращаясь, воздействуют на экран, будет видно, как по нему бегут волны. Примерно то же и с искривлением пространства. Теперь представьте вместо айпада пространство-время. Если взять пространство-время, то обычные волны превратятся в гравитационные. Они предсказаны теорией относительности, но до сих пор напрямую не открыты, хотя люди очень стараются и надеются. Двойные черные дыры – самый мощный источник гравитационных волн. Когда они совсем сливаются, волн становится очень много. Были построены специальные детекторы, которые заработают через несколько лет. Тогда мы прямо увидим, как искажается пространство и время в момент слияния черных дыр.

Идея детектора примерно такая. Берется труба длиной около километра. В трубе вакуум и висят зеркала массой где-то под тонну. Между ними бегает лазерный луч. Проходит гравитационная волна, и зеркала немножко сближаются-отдаляются. Они колеблются, и получается сигнал. Колебание подвешенных зеркал можно заметить. Таким образом, мы не просто увидим гравитационные волны, но увидим прямой сигнал от взаимодействия горизонтов в черных дырах. Тогда Нобелевская премия будет дана одновременно за открытие гравитационных волн и черных дыр.

На самом деле черные дыры – совершенно неинтересные объекты. Самые интересные объекты во Вселенной – нейтронные звезды. Интересны они вот почему. С черными дырами Господь переусердствовал – всегда надо вовремя остановиться. Вы берете объект, вы его сжимаете. Он становится все интереснее: повышается плотность, на его поверхности больше гравитации, если было магнитное поле – оно становится сильнее. Масса та же, а радиус уменьшается. Но если переусердствовать, образуется черная дыра. В черной дыре есть один главный параметр – масса[20]. Все. Все красивые магниты, высокая плотность – все исчезло. Но если вовремя остановиться, получится очень интересный объект. Со сверхплотным веществом, разными сверхтекучестями, сверхпроводимостью, сверхсильными магнитными полями, сверхсильной гравитацией. С нейтронными звездами Господь вовремя остановился.

Мы видим их по самым разным причинам. Это объект с массой Солнца, который может делать оборот за одну тысячную секунды. При этом у него гигантское магнитное поле – в сто тысяч миллионов, даже миллиардов раз больше, чем у Земли. Это очень красивые, очень интересные объекты. В частности, внутри у них огромная плотность вещества. Мы не можем получить в лабораториях ни такие сверхсильные магнитные поля, ни сверхсильную гравитацию, ни сверхплотное вещество.

Нейтронные звезды страшно интересно исследовать, и в некотором смысле это имеет народно-хозяйственное значение. Вы строите какую-нибудь физическую теорию, применяемую в быту: электродинамику или ядерную физику. Вы хотите, чтобы теория была полна. Но чтобы она была полна, ее нужно проверять в экстремальных режимах, и эти режимы где-то надо реализовывать. В лабораториях это сделать нельзя, а в нейтронных звездах эти режимы созданы природой. На нейтронных звездах можно проверять теории с большим народно-хозяйственным значением.

Многие считают, что главная загадка нейтронных звезд – что находится в самом центре, где плотность раз в десять больше, чем плотность атомного ядра. С веществом там могут происходить чудеса. В обычном веществе есть протоны, нейтроны, электроны – все вместе нейтрально. Электроны легкие, но почти никакого вклада в массу не вносят. Если начать вещество сжимать, возникают новые, очень интересные частицы.

Есть теории, которые позволяют сделать совсем удивительную вещь – кварковое вещество. На самом деле мы состоим не просто из протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны еще состоят из кварков. Но кварк – очень хитро устроенная частица. Кварки очень хорошо взаимодействуют друг с другом. Нормальные частицы, если их удалять друг от друга, притягиваются все слабее – это естественно. Кварки же как будто связаны пружинкой. Чем больше удалять их друг от друга, тем они сильней притягиваются друг к другу. Если вы пытаетесь вырвать кварк из протона, вы затрачиваете столько энергии, что, вырывая, на кончике этой пружинки рождаете новый кварк. Кварки в обычных условиях никогда не бывают одиноки.

Если пойти обратным путем – очень сильно сжать вещество, то кварки вдруг объединятся все вместе. У Станислава Лема есть такой рассказ: два мастера – Трурль и Клапауций – научились объединять сознания. Полетели на планету, где были сплошные военные, которые постоянно друг с другом воевали. Первый мастер полетел в один лагерь, второй – в другой лагерь. Всем военным очень понравилась идея объединения сознания: вместо того, чтобы отдавать команду двадцати разгильдяям, объединяешь сознание и отдаешь команду как бы в единое целое. Наконец, они объединили армии, и на планете наступил мир, потому что сознание достигло определенного уровня, а существа с сознанием выше определенного уровня воевать не могут. В итоге война закончилась и все стали благоденствовать. Так вот, если очень сильно сжимать вещество, кварки вдруг объединяются и появляется удивительное единое кварковое вещество со свойствами, не похожими на свойства обычного вещества.

Мы действительно не знаем, как выглядит теория, описывающая внутреннее строение нейтронных звезд. Самый главный вопрос – когда нейтронная звезда превратится в черную дыру? Неизвестно, как долго можно давить на вещество до того, как оно схлопнется. Есть разные уравнения, описывающие образование черных дыр. Открытие новых массивных нейтронных звезд опровергает некоторые уравнения. В конце, как в старом фильме про Дункана Маклауда, останется только одно. Тогда наступит счастье – мы узнаем, какое уравнение описывает сверхплотное вещество. Для ядерной физики это очень важно.

С кварковой материей есть еще одна интересная штука: она может летать вокруг нас. Как и черные дыры, все, что есть в двойных системах, теоретически может слиться. Могут слиться и нейтронные звезды. Это приводит к колоссальному энерговыделению, потому что они сталкиваются почти что со скоростью света. Хоть и в не видимом глазом диапазоне, но на короткое время они становятся ярче целой Галактики. Вещество тогда разлетается вокруг. Если внутри было кварковое вещество, оно тоже разлетится.

Прелесть кваркового вещества в том, что оно может существовать в любом количестве. Мне очень нравится, как писали в детской энциклопедии: «Если вы возьмете спичечный коробок вещества нейтронной звезды…» Но нельзя взять спичечный коробок вещества нейтронной звезды! Это вещество устойчиво только потому, что его держит огромная гравитация. А вот кварковое вещество может летать вокруг нас. Чтобы поймать его частицы, нужно ставить специальную установку. Приборы, способные ловить и распознавать частицы странного вещества, сейчас работают на МКС.

И нейтронные звезды, и черные дыры рождаются при взрывах сверхновых. Есть снимки звезд перед взрывом. На снимке видно звездочку, а спустя какое-то время после взрыва все рассеялось и ничего нет. Звезда вспыхивает, становится ярче целой галактики – и исчезает. В год мы видим сотни взрывов звезд, но пока не знаем, как взрываются сверхновые.

Ожидается, что в ближайшие годы будет очень большой прогресс в изучении сверхновых. Компьютеры будут становиться мощнее, и можно будет строить более детальные модели. Наблюдения позволят нам узнать гораздо больше, чем сейчас. Мы можем надеяться увидеть очень ранний этап вспышки. Для этого нужно одновременно осматривать все небо телескопами в разных диапазонах. Сделать это очень сложно, но сейчас мы подошли к тому, что почти все небо все время под контролем. Будут также наблюдать нейтрино – замечательные частицы, очень плохо взаимодействующие с веществом. Можно сколько угодно фантазировать про частицы кваркового вещества, а нейтрино тем временем идут через нас сплошным потоком постоянно. И они нас совершенно не трогают – очень хорошее свойство. С одной стороны, их трудно поймать: они ни с чем почти не взаимодействуют. С другой стороны, они могут вылезти из такого места, откуда вылезти очень трудно. Например, они могут быть в центре взрыва сверхновой в самый момент взрыва. Там их рождается очень много. И они несут информацию о физике взрыва.

Нейтрино пока удалось увидеть лишь однажды, во время очень близкой, каких-то 150 тысяч световых лет, вспышки в Большом Магеллановом Облаке[21]. Вблизи нас нет звезд, которые должны взорваться в ближайшие годы. На физически опасном расстоянии нет ничего и близко похожего. Не знаю, хорошо это или плохо. На каком-то умеренно интересном расстоянии есть звезды, которые взорвутся через миллионы лет. Все наблюдаемые сверхновые находятся довольно далеко. Новые детекторы смогут видеть нейтрино на расстояниях в миллионы световых лет. Пока, к сожалению, ничего не взорвалось: не каждый день неподалеку взрывается сверхновая.

Совсем недавно произошло радостное событие – впервые сверхновая взорвалась в компьютере. Люди смогли построить модель, где не надо было ничего добавлять руками для того, чтобы звезда полноценно взорвалась. До этого был необходим дополнительный толчок, чтобы звезда разлеталась. Было известно, сколько должно выделяться энергии, но получалось, что выделяется меньше, так что ее добавляли руками.

Интересно, что взрыв сверхновой очень несимметричен. Представьте себе нейтронную звезду – десятикилометровый шарик с плотностью как у атомного ядра, массой Солнца и скоростью 1000 километров в секунду. А такие скорости наблюдаются! Эту звезду надо было очень несимметрично родить – в момент рождения дать ей пинка. То, что взрывы сверхновых несимметричны, очень нетривиально и очень хорошо. Это и есть тот самый пинок. Потихоньку мы действительно начинаем понимать, как взрываются сверхновые, поскольку даже из скоростей нейтронных звезд пытаемся выудить информацию о физике взрыва. Многое сделано, но многое еще предстоит.

Константин Северинов – Доктор биологических наук, профессор Ратгерского университета (Нью-Джерси, США) и Сколковского института науки и технологии.

«Догма» – не очень удачное слово. Некоторые его пугаются, думая, что это непременно нечто косное, принципиально недоказуемое, ограничивающее свободный полет мысли. Точно так же и с теорией Дарвина: почему-то есть люди, которые считают, что раз она называется теорией, то она, скорее всего, не доказана. На самом деле центральная догма молекулярной биологии просто описывает, каким образом из информации, записанной в генах, возникает что-то типа меня, присутствующих в зале слушателей или бактерий. Другими словами, как генетическая информация выражается (ученые часто говорят «экспрессируется»), в результате чего клетки приобретают свою индивидуальность.

Часто центральную догму формулируют в виде краткого афоризма: «ДНК –> РНК[22] –> белок». Вот что это значит.

Генетическая информация хранится в ДНК – это знаменитая молекула, которая выглядит как двойная спираль. Молекула ДНК – это фактически линейная последовательность оснований; для нас важно думать про них как про буквы. Это просто генетический текст. Алфавит русского языка состоит из 33 букв, и с помощью комбинаций этих букв мы можем составлять тексты, которые имеют смысл. Генетический язык для всей жизни един – он был «изобретен» только раз, и его алфавит состоит всего из четырех букв. Они называются А, G, C и T – аденин, гуанин, цитозин и тимин. Для биологической функции ДНК очень существенно, что последовательность букв, то есть генетическая информация, содержащаяся в одной цепи, отражена в – или «комплементарна», как говорят ученые, – последовательности другой цепи. Это фактически означает, что генетический текст в двойной цепочке закодирован дважды. Можно разделить цепи, а затем достроить на разделенных цепочках недостающие «буквы», чтобы спирали снова стали двойными. Теперь цепочек будет уже не одна, а две. Так генетическая информация дуплицируется и передается в поколениях. На очень грубом уровне мы возникаем из своих родителей именно в ходе такого процесса.

Итак, информация хранится, дуплицируется, то есть передается потомству, но она еще должна работать: генетический текст должен что-то нам сказать, и потом что-то должно случиться, чтобы из текста вырос живой организм. Происходит это таким образом: сначала идет процесс под названием «транскрипция»[23]. При этом одна из цепей ДНК переводится в другую молекулу, очень похожую, которая называется РНК. Последовательность букв в ней идентична исходной ДНК. А затем молекула РНК транслируется: это означает, что на ней синтезируется белок. Есть специальный генетический код, в результате которого последовательность букв в молекуле РНК, а следовательно, и в ДНК, переводится в последовательность аминокислот в белке. А белки – это то, из чего мы состоим. У меня волосы вьющиеся и темные, а у вас, возможно, другие, и связано это с тем, что белки, из которых состоят волосы, разные у каждого из нас. У разных людей эти белки очень похожи, но есть и отличия – большинство «букв» те же, но кое-где написание слегка изменено.

Итак, ДНК –> РНК –> белок. Стрелки здесь показывают, в какую сторону движется информация. Очевидно, что гены при посредничестве РНК влияют на белки – то есть на фенотип, или на то, как организм выглядит и что с ним происходит в жизни. Но обратно, от фенотипа к генам, информация не передается. То, что происходит с организмом в жизни, не влияет на его гены. Приобретенные признаки не наследуются: вопреки взглядам злополучного академика Лысенко, сколько ни обрубай мышам хвосты, бесхвостые мышата у них ни в каком поколении не появятся. Центральная догма была сформулирована в начале 1960-х годов и, безусловно, является одним из величайших фундаментальных научных открытий.

Фундамент центральной догмы закладывался еще в первой половине ХХ века, и один из важнейших этапов связан с именами Сальвадора Лурии и Макса Дельбрюка, позже ставших нобелевскими лауреатами.

Макс Людвиг Хеннинг Дельбрюк – 1906–1981 – Американский биофизик немецкого происхождения, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1969 г. (совместно с Алфредом Херши и Сальвадором Лурией) «за открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов».

Сальвадор Эдвард Лурия – 1912–1991 – Американский микробиолог, лауреат Нобелевской премии 1969 года (совместно с Алфредом Херши и Максом Дельбрюком).

Макс Дельбрюк – физик, убежавший из гитлеровской Германии в Америку. Биологией он занялся по настоянию нашего соотечественника Тимофеева-Ресовского. Дельбрюк чувствовал, что время великих открытий в физике подходит к концу, а Тимофеев-Ресовский убедил его, что природа наследственности стоит того, чтобы ею заниматься. Вместе они сделали несколько классических работ по определению размера гена. Сальвадор Лурия, в свою очередь, бежал в Америку из фашистской Италии. По специальности он был микробиолог.

Дельбрюка и Лурию заинтересовал исключительно фундаментальный вопрос – как возникают наследуемые изменения – мутации – у бактерий. Рассмотрим, например, мутации, вызывающие у бактерий устойчивость к бактериальным вирусам (их называют бактериофагами). Возьмем бактерию под названием «кишечная палочка» – она живет в каждом из нас в огромном количестве и является излюбленным модельным объектом молекулярных биологов. Если кишечная палочка встретится с вирусом-бактериофагом, она наверняка будет им убита. Но это относится к нормальной кишечной палочке (ее еще называют бактерией дикого типа). Если мы возьмем много-много бактерий и заразим их вирусом, мы увидим, что несколько бактерий непременно выживут и образуют на чашке с питательной средой вполне здоровые и жизнеспособные колонии, как будто вирус им нипочем. Можно показать, что все клетки в этой колонии стали устойчивы к вирусу. Значит, они произошли из клетки-родителя, у которой каким-то образом появилась устойчивость к вирусу. Как могла возникнуть такая устойчивость?

«Многие люди, которые занимались системой приобретенного иммунитета, не сразу поняли, при чем тут генная медицина, и прошляпили открытие своей жизни».

Константин Северинов

Здесь есть два варианта ответа. Первый вариант: встретившись с вирусом, некоторые клетки научились с ним бороться. В свое время Ламарк предположил, что жираф тянулся к высоким веткам, поэтому у него отросла длинная шея. Так и здесь: клетки, оказавшись в очень вредных, очень неприятных условиях среды, начинают бороться, изменяться, пока наконец не найдут способ победить обстоятельства. Чистое торжество воли, как в немецкой философии. Сначала изменилась окружающая среда (в нашем случае в ней появился смертельный вирус), это дало вам какой-то сигнал, и вы решили поменяться, потому что если вы не поменяетесь, то вас больше не будет, вы исчезнете. Вероятность победить невелика – скажем, 0,001 %, – но поскольку клеток изначально было много, по статистике каким-то из них непременно удастся вырвать у вируса победу, и их потомки увидят зарю следующего дня, образуют колонии.

Жан-Батист Ламарк – 1744–1829 – Французский естествоиспытатель, создатель первой целостной эволюционной теории (позднее названной ламаркизмом).

Второй вариант – так называемые спонтанные мутации. Об их существование неявно предполагал еще Чарльз Дарвин, который, впрочем, ничего не знал про гены. Спонтанные мутации возникают случайно, вне всякой связи с тем, в каких условиях находится организм и какие изменения могли бы принести ему пользу. Просто клетка без всякой причины во время деления вдруг переходит в новое состояние. Оно может никак не проявиться, но если эта клетка (или ее потомки) окажутся в условиях, где это новое состояние играет роль для выживания, они воспользуются свалившейся на них с неба возможностью.

Чарльз Роберт Дарвин – 1809–1882 – Английский натуралист, предположивший в своем труде «Происхождение видов», что движущей силой эволюции является естественный отбор небольших ненаправленных наследственных изменений (позднее названных мутациями).

В условиях нашего опыта выбор между первым и вторым вариантом можно сформулировать так: возникает ли у клеток устойчивость к вирусу только в процессе вирусной инфекции или в любой момент времени, независимо от того, есть вирус или нет? Если вы задумаетесь, то поймете, что различить эти два варианта в эксперименте не так уж просто. Ведь для того, чтобы увидеть, возникла ли у клетки устойчивость к вирусу, надо ее этим вирусом заразить. А после того как вирус и клетка встретились, всякий может сказать, что именно эта встреча и стала причиной возникновения устойчивости (как в первом варианте). Даже если верен второй вариант и мутации возникают тогда, когда никаких вирусов вокруг нет, то у нас не будет никакого способа их заметить без добавления вируса.

Опыт Дельбрюка и Лурии позволил сделать выбор между этими двумя возможностями. Этот опыт настолько простой, что каждый может повторить его у себя на кухне. Возьмем десять пробирок, посадим в каждую по одной клетке кишечной палочки[24] и дадим им делиться, пока из каждой клетки не возникнут сотни тысяч потомков. Потом добавим в каждую пробирку вирус, так чтобы на каждую бактерию приходилась хотя бы одна частица вируса.

Если верен первый вариант – мутации возникают как результат борьбы с вирусом с вероятностью победы в 0,001 %, – в каждой пробирке победителями окажется некоторое количество клеток. Эти клетки образуют колонии на чашках с питательной средой, когда мы выльем на них содержимое наших пробирок с выжившими клетками. Количество образованных колоний не будет одинаковым, но в целом число колоний, образованных на разных чашках, окажется более или менее сходным: например, на одной чашке будет пять, на другой – возможно, четырнадцать, на третьей – десять. В целом распределение колоний на разных чашках будет довольно равномерным.

Но если верен вариант номер два, тогда спонтанные мутации могут произойти в любой из пробирок задолго до встречи с вирусом. Например, у самой первой клетки или у одного из двух, четырех, восьми ее потомков, возникших соответственно после первого, второго или третьего деления. В этом случае в какой-то из культур устойчивых клеток окажется гораздо больше. А у числа устойчивых клеток из разных пробирок будет совсем другое, неравномерное распределение. Именно такое крайне неравномерное распределение и наблюдали Лурия и Дельбрюк.

Их вывод: мутации возникают спонтанно. Окружающая среда лишь позволяет им проявиться и принести пользу (или вред). Те, кто и раньше догадывались, что дело именно так и обстоит, в те годы назывались генетиками, а приверженцев противоположной точки зрения в СССР называли лысенковцами: первые оказались правы, вторые – нет.

Дельбрюк и Лурия получили за свое открытие Нобелевскую премию, а генетики в последующие пару десятилетий поняли, как все на самом деле происходит. В ДНК хранится генетическая информация, при ее копировании случаются ошибки, эти ошибки иногда могут быть полезными, а все изменения в ДНК, как вредные, так и полезные, передаются от предков к потомкам. Таким образом, центральная догма молекулярной биологии возникла из эксперимента Дельбрюка и Лурии. Это очень красивый эксперимент, потому что он прост. Все красивые эксперименты просты.

Промотаем время на сорок лет вперед. Мы окажемся в конце 1980-х годов, когда только-только стала возникать наука геномика. Люди научились определять последовательность букв в генах. Геном бактерии – несколько миллионов букв, и есть технология, которая позволяет читать эти и даже гораздо более длинные генетические тексты, например геном человека, длина которого составляет три миллиарда букв. Генетические тексты можно читать и анализировать с помощью компьютера, занимается этим новая отрасль биологии – биоинформатика.

При анализе генетических текстов выяснилось, что некоторые из них являются генами, то есть кодируют белки. Но есть и такие участки, которые, казалось бы, ничего не кодируют. Один такой любопытный участок был обнаружен в ДНК кишечной палочки. Он сложен из многократно повторенной короткой последовательности длиной всего тридцать-сорок букв-нуклеотидов. А между этими повторами заключены другие кусочки, примерно такой же длины, но имеющие разные, неповторяющиеся последовательности. То есть имеется кассета с повторами и находящимися между ними спейсерами-разделителями. Позже подобные кассеты были обнаружены у самых разных бактерий, но для чего они нужны, какая у них функция, ученые не знали. Назвали такие кассеты CRISPR – от английского «сгруппированные, регулярно разделенные короткие палиндромные повторы».

Но тот факт, что ученые не понимали биологическую роль CRISPR, совершенно не помешал предприимчивым людям их использовать. Выяснилось, например, что у бактерий, вызывающих туберкулез[25], почти все гены одинаковые, а CRISPR-участки – разные. Бактерия, выделенная в томской тюрьме, и бактерия, выделенная в омской тюрьме (а туберкулез распространяется в основном в тюрьмах), содержат совершенно разные спейсеры-разделители в своих CRISPR-кассетах. Если в московский госпиталь приходит человек с туберкулезом, там выясняют, каков набор спейсеров в ДНК заразивших его бактерий. Когда выяснится, что у него скорее «омская», чем «томская» бактерия, можно принять соответствующие эпидемиологические меры.

А можно использовать CRISPR и по-другому. Компания Danisco[26] контролировала около 40 % мирового рынка культур-заквасок для кисломолочных продуктов. Компания располагала огромным каталогом различных штаммов бактерий, и каждый штамм позволял делать какой-то кисломолочный продукт с определенными коммерческими свойствами. Свои штаммы они продавали на молочные заводы. Надо сказать, что это непростой бизнес: если вы продаете кому-то живую культуру, то у вас ее купят один раз, а больше покупать не будут, а начнут выращивать сами, да еще и передавать другим, как русские бабушки передают друг другу культуру чайного гриба. К счастью, CRISPR можно использовать для выявления, кто у кого что украл. Дело в том, что все бактерии, которые делают молочнокислые продукты, родственны друг другу, но все-таки чуть-чуть различаются. В частности, очень сильно различаются последовательности и число CRISPR-спейсеров, то есть они являются диагностическим признаком того или другого штамма. По этому признаку можно достоверно выявить штамм, похищенный из Danisco, и доказать факт нарушения контракта. Поэтому работники компании составили каталог CRISPR-спейсеров во всех культурах из своей коллекции и пользовались ими как базой отпечатков пальцев. По-прежнему не понимая, зачем они на самом деле нужны бактериям.

Тем временем владельцев молочных заводов мучила другая проблема. Помните, мы говорили о вирусах-бактериофагах? На земле их живет очень много, примерно в триллион миллиардов раз больше, чем людей. Бактериофаги любят жить там, где есть их еда, то есть бактерии, и часть их живет на молочных заводах, где они заражают бактерии заквасок. Вы купили молоко, внесли закваску, потираете руки в ожидании барышей, но вдруг появляется бактериофаг, культура портится, молоко приходится вылить. В ценовом выражении потери составляют до общего объема этого бизнеса.

Как помочь людям, которые хотят доставить на прилавки вкусные молочные продукты? Нужно сделать тот самый эксперимент, что делали Дельбрюк и Лурия в 1943 году: получить бактерии, устойчивые к вирусу. Это и делали в компании Danisco: брали бактерию из своего каталога, брали вирус, доставляющий проблемы на каком-то молочном заводе, и получали устойчивую к вирусу культуру. Только теперь это уже не кишечная палочка, за которую когда-то была получена Нобелевская премия, а лактобациллы[27].

А перед тем как продать эту культуру промышленникам, ее каталогизируют, чтобы никто не украл: это все-таки бизнес. Для этого подробно описывают кассету CRISPR – берут «автограф», отпечаток пальца полученной линии бактерий. Тут-то и заметили, что у всех устойчивых к вирусу культур в кассете появлялись новые фрагменты-спейсеры, в точности до одной буквы повторяющие кусочек генома того самого вируса, к которому появилась устойчивость. Вот такой любопытный научный результат.

Мы начинаем думать, что это неспроста: возможно, устойчивость связана с добавлением фрагмента из ДНК вируса в CRISPR-кассету бактерии. Говоря математическим языком, мы уже доказали, что это «необходимо»: у всех устойчивых культур в геноме появлялся новый вирусный кусочек. Чтобы доказать «достаточность», поставили молекулярно-генетический эксперимент: ученые сами взяли из вируса кусочек ДНК и вставили его в бактериальную клетку методами молекулярной генетики. И получили устойчивые к вирусу бактерии! Значит, для устойчивости необходимо и достаточно попадания небольшого участка вирусной ДНК в CRISPR-кассету бактерии.

Этот результат был опубликован в 2007 году в журнале Science, и он много что перевернул в биологической науке. Помните спонтанность мутаций? Это был основной вывод из работы Дельбрюка и Лурии, которые за это получили Нобелевскую премию. А в этом опыте, проведенном сотрудниками Danisco, результат оказался ровно обратным: ведь чтобы вставить кусок ДНК из вируса в CRISPR-кассету, надо хотя бы с этим вирусом встретиться. Если вируса нет, то и вставлять в кассету нечего.

Опыт, проведенный сотрудниками Danisco, фактически идентичен тому, что ставили Лурия и Дельбрюк, но результат получился противоположный. Люди ели кефир и в 1943 году, и если бы Лурия и Дельбрюк случайно взяли для своего опыта не кишечную палочку, а лактобациллу или какой-нибудь другой микроб, они пришли бы к другому выводу. Получается, что здание молекулярной биологии строится на довольно хлипких основаниях. Неужели зашаталась центральная догма?

Нет, мир не перевернулся. Дельбрюк и Лурия работали с изнеженной лабораторной культурой кишечной палочки, у которой по каким-то причинам механизм приобретенного иммунитета за счет действия CRISPR просто отсутствовал. Именно это и позволило им обнаружить важнейший факт спонтанного возникновения мутаций. Если бы у их бактерий работала кассета CRISPR, результат эксперимента был бы в некотором смысле безнадежно испорчен. Что, конечно, не помешало бы спонтанным мутациям оставаться главным механизмом дарвиновской эволюции – за исключением ламарковского явления приобретенного бактериального иммунитета под действием CRISPR-систем и еще, возможно, пары-тройки других особых случаев.

Прикладные специалисты из Danisco свою проблему решили, но фундаментальным ученым (типа меня) стало крайне интересно, как работает приобретенный, адаптивный иммунитет бактерий на молекулярном уровне. Выяснилось следующее. Система бактериального иммунитета основана на РНК (помните: ДНК –> РНК –> белок?). Когда вирус заражает клетку, он иногда не сразу убивает ее, и маленький кусочек ДНК вируса успевает встроиться между двумя повторами в CRISPR-кассету бактерии. Потом ДНК кассеты транскрибируется – с нее считывается РНК. Эта РНК специальными белками разрезается на кусочки длиной в шестьдесят нуклеотидов, в шестьдесят букв. У каждой из возникающих коротких молекул РНК концевые участки одинаковые – они соответствуют CRISPR-повторам, а средние участки разные, их последовательности соответствуют спейсерам. Если теперь в клетку сунется вирус, в ДНК которого есть участок, соответствующий одному из спейсеров, то одна из коротких молекул РНК узнает ДНК этого вируса – просто по правилу комплементарности (ведь РНК – это фактически копия вирусной ДНК). А после узнавания в дело вступает специальный белок (его называют Cas, и он является существенным компонентом CRISPR-системы), который раскусывает ДНК вируса в месте узнавания. И все, больше нет вируса, клетка спасена.

Но это не значит, что бактерия и все ее потомки навеки гарантированы от заражения: вирус тоже не дремлет. Он мутирует, изменяя время от времени последовательность букв-оснований в своем геноме. И когда он случайно изменит хоть одну букву из тех, что записаны в спейсере CRISPR-кассеты, вирус снова станет победителем, а бактерия останется безоружной, пока не подцепит себе новую охранную грамоту – дополнительный спейсер – от того же паразита.

Таким образом, если есть хоть одно несоответствие между фрагментом ДНК вируса и CRISPR-спейсером бактерии, защиты не будет. К чему такая точность? Дело в том, что определенная последовательность из тридцати-сорока нуклеотидов – автограф вируса, оставленный в виде спейсера, – по статистике вряд ли случайно встретится на бактериальной хромосоме. Но если допустить возможность хотя бы одной опечатки, вероятность случайного совпадения с какой-нибудь последовательностью ДНК бактерии резко возрастает, a это может привести к автоиммунному ответу. Другими словами, чтобы система CRISPR не начала случайно громить хромосому бактерии, она должна работать очень точно и быть чувствительной даже к единичным несоответствиям между ДНК вируса и последовательностью спейсеров.

Но при чем тут генная медицина, спросите вы. Это важный вопрос, потому что многие люди, которые занимались системой приобретенного иммунитета CRISPR – и я один из них, – тоже не сразу поняли, при чем тут генная медицина, и прошляпили открытие своей жизни. Тем временем чуть больше года назад в журналах Science и Nature пошли одна за другой статьи с названиями типа «Использование системы CRISPR для редактирования человеческого генома». И вот это уже имеет к генной медицине самое непосредственное отношение.

Вспомним: что такое генная медицина? И что такое генетические болезни?

Человек оказывается носителем генетического заболевания, если генетическая информация, кодирующая какой-то определенный белок его организма, оказывается изменена. Возьмем, к примеру, болезнь, которая называется «серповидно-клеточная анемия»[28], – это болезнь крови, которая распространена в Центральной Африке. У страдающих этой болезнью клетки крови, эритроциты, имеют не обычную форму диска, а вытянуты в одном направлении – из-за этого они нередко закупоривают капилляры. Причина в том, что у таких больных в одной из копий гена гемоглобина – полученной или от отца, или от матери, – есть единственная ошибка: буква G заменена на Т. Из-за этого меняется последовательность аминокислот в гемоглобине, одна аминокислота оказывается замененной на другую. Измененный белок перестает быть растворимым, его молекулы связываются друг с другом и образуют длинные жесткие нити, распирающие клетку изнутри, придавая ей странную форму.

Похожим образом устроены и более сложные генетические болезни, такие как рак. В раковой клетке тоже возникают генетические изменения, и в результате она начинает бесконтрольно делиться, другое изменение приводит к злокачественности, способности метастазировать и так далее. Серия таких изменений в конечном счете обеспечивает развитие болезни.

Как лечить генные болезни? Принципиально вопрос несложный: фактически лечение генетических болезней – это редактирование. Представьте себе, что наш геном – это книга, в которой написано, что это вы. Нужно найти в этой книге опечатку и ее исправить. Принципиально все просто, но на самом деле все очень сложно, потому что размер генома человека – около трех миллиардов букв. Это тысяча произведений размером с «Войну и мир». Нам нужно каким-то образом пролистать их, найти одну-единственную опечатку, ответственную за болезнь, и исправить ее. Причем нужно сделать это очень точно, ведь могут быть похожие генетические слова, а вы хотите исправить опечатку именно здесь и не испортить все остальное.

Тут и приходит на помощь система CRISPR. Мы уже сказали, что она способна узнавать генетические слова длиной в тридцать-сорок букв с точностью до одной-единственной буквы. И люди, которые помнили про генную медицину, решили: чем черт не шутит, давайте засунем в человеческую клетку бактериальный Cas-белок и снабдим его РНК, спейсерный участок которой будет соответствовать участку человеческого гена, нуждающегося в корректировке.

Дальнейшее – дело техники: РНК найдет опечатку, бактериальный Cas-белок перекусит хромосому, а уж после этого в дело вступают наши собственные защитные системы: поврежденная нить ДНК восстанавливается по правильной нити из хромосомы, полученной от другого родителя.

Таким образом, оказалось, что люди, занимавшиеся иммунитетом у бактерий, сами того не подозревая, изобрели новый метод генной инженерии – генную хирургию. С помощью этого метода уже сейчас люди лечат болезни, – пока на мышах, но дело дойдет и до людей. В течение ближайших пары лет метод пойдет в клинические испытания.

У широкой публики существует целый ряд предубеждений, касающихся природы научного знания. Во-первых, считается, что путь науки – это непрерывное поступательное движение от незнания к знанию, и каждый новый научный факт раз и навсегда ложится кирпичиком в фундамент этой грандиозной, рациональной и внутренне логичной конструкции. Во-вторых, многие полагают, что если бросить все силы и средства на какое-то научное направление, рано или поздно на этом направлении произойдет научный прорыв и будут открыты новые фундаментальные факты о природе. В-третьих, считается, что в свете этих фундаментальных фактов неизбежно откроются новые возможности практического применения науки на пользу человека, в результате чего жизнь станет лучше и веселее.

Пример исследования, который я привел в этой лекции, доказывает, что все три пункта не обязательно соответствуют реальности.

Во-первых, научные открытия, а вернее, их интерпретации редко оказываются вечными и неизменными. Дельбрюк и Лурия, открывшие спонтанный характер мутаций, и не подозревали, что их опыт стал успешным благодаря случайности – удачному выбору бактерии. Новый виток науки поставил их результат под сомнение, а затем спонтанность мутаций снова стала неоспоримым постулатом, но уже обогащенным новыми фактами, исключениями, частными случаями и парадоксами, из которых, в сущности, и состоит любая научная теория.

Во-вторых, невозможно предвидеть, какие открытия принесут немедленную практическую пользу, какие сработают только через полвека, а какие и вовсе останутся лишь главой в учебнике. Поэтому бросать все средства на одно направление – сомнительная идея. В 1970-х годах в США были выделены огромные средства на борьбу с раком. В рамках этой программы были проведены масштабные исследования, получено множество важных результатов. Но один из самых важных результатов, на котором теперь основаны многие методы диагностики и терапии, был получен человеком, не имевшим к этой программе никакого отношения. В то время как все изучали опухолевые клетки, Томас Чек, будущий нобелевский лауреат, изучал одноклеточный организм – инфузорию тетрагимену[29]. И именно оттуда пришло открытие каталитических свойств РНК и понимание того, как работает теломераза – белок, обеспечивающий бессмертие раковых клеток.

Томас Роберт Чек – р. 1947 – Американский молекулярный биолог. Лауреат Нобелевской премии 1989 г. по химии (совместно с Сидни Олтменом) «за открытие каталитических свойств рибонуклеиновых кислот».

Генная хирургия, о которой мы говорили выше, – другой пример подобного парадокса. Никто и предположить не мог, что изучение одного странного участка генома молочнокислой бактерии даст в руки ученых мощнейший инструмент, способный исправлять ошибки на хромосомах больных людей, в частности, ошибки, вызывающие рак. Если бы те исследователи, которые начинали разрабатывать эту область, подали заявку на участие в программе по борьбе с раком, они гарантированно получили бы отказ. Да и откуда им было знать, куда заведет их дорожка познания, по которой им вздумалось пойти.

В-третьих, наука вовсе не всегда идет от теории к практике и не каждое фундаментальное открытие приносит немедленную пользу людям. История CRISPR как раз с практики и началась. Никто и предположить не мог, что борьба специалистов Danisco с биотехнологическим пиратством приведет к открытию фундаментального значения – примеру наследования приобретенных признаков и механизму наследственного иммунитета у бактерий. Еще в меньшей степени можно было ожидать, что это открытие буквально за несколько лет шагнет в совершенно другую прикладную область – поможет изобрести метод лечения некоторых видов лейкемии.

Результаты научных исследований по природе своей непредсказуемы. Мы изучаем неизведанное: мы похожи на людей, которые тыкают пальцем в черную занавеску, пытаясь во что-то попасть, но что находится за этой занавеской, никто не знает. Предвидеть, где ждать прорыва или, в нашем примере, какой «тык» будет удачным и достигнет цели, невозможно. Мы можем лишь заниматься наукой и надеяться, что наша работа позволит отодвинуть границу непознанного. А двигать нами при этом должен простой научный интерес – желание узнать, что же там, за занавеской.

Владимир Сурдин – Российский астроном и популяризатор науки, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, доцент физического факультета МГУ.

Есть распространенное убеждение, что космонавтика родилась в 1957 году, когда был запущен первый спутник. Это не так. Первая ракета, вышедшая в космос, была сделана под руководством немецкого инженера Вернера фон Брауна. В середине 1940-х эти ракеты уже летали в космос. Их не использовали для космических исследований, это были чисто военные ракеты, но они достигли космического пространства, то есть вылетали на высоту более 100 км, которая обычно считается границей космоса.

Вернер фон Браун – 1912–1977 – Немецкий, а позже американский конструктор ракетной техники, создатель первых баллистических ракет и основоположник программы освоения космоса в США.

Между прочим, эта первая ракета получилась очень удачной. После войны она досталась нам и американцам. И мы, и американцы ее испытывали, учились – делали первые шаги, исследуя эту немецкую технику, а потом уже стали работать над своей. Наша первая ракета Р-1 была копией немецкой «Фау-2». Американцы к ней приделывали еще одну небольшую ракеточку, но она была вспомогательной, главной была «Фау-2». Запуск происходил с той площадки, где потом родился главный американский космодром на мысе Канаверал во Флориде. Это были первые шаги.

Недавно я случайно наткнулся на старый журнал «Знание – сила». Это был номер за 1954 год, но на обложке было написано «1974»: редакция попробовала спрогнозировать, как выглядел бы номер журнала через 20 лет. Они нафантазировали полеты на Луну. Кто мог в 1954 году думать о космонавтике в нашей стране? Разве что некоторые инженеры. Это было совершенно нереальное, фантастическое пророчество: 1974 год. И именно в это время люди полетели на Луну. Удивительно точный прогноз. Это делает честь тем, кто работал в журнале.

Были прогнозы и более квалифицированные. Польский инженер Ари Штернфельд получил образование во Франции и успешно там работал. Когда пришли фашисты, он перебрался в Советский Союз. Но поскольку он был не коренной, его не подпускали к секретным работам. Он сидел дома и фантазировал. Проект его лунной ракеты не похож ни на один из тогдашних стереотипов остроносой и крылатой ракеты. Тем не менее приблизительно так позже выглядели ракеты, которые возили людей на Луну (проект «Аполлон» был максимально оптимизирован для полетов).

Ари Штернфельд – 1905–1980 – Ученый, один из основоположников космонавтики, польский еврей, работавший до 1935 г. во Франции, а затем в СССР. Оптимальные траектории космических аппаратов, позволяющие экономить топливо, получили название штернфельдовских.

В 1955 году была создана наша ракета, которая фактически до сих пор служит отечественной космонавтике, – Р-7 и ее потомки. Ракета Королева была очень удачная. Однако нельзя более полувека использовать одну и ту же техническую идею. Сегодня эта ракета называется «Союз». Она надежная, потому что все, что могло, уже давно сломалось, и инженеры придумали, как это исправить. Но на современном уровне это все равно что ездить на «Победе»: прикольно, но расход топлива, комфорт и надежность уже не те.

Некоторое время нам удавалось очень красиво на шаг, на полшага опережать американскую космонавтику. У людей закрепился образ того, что мы первые в космонавтике: не только у наших, но и у американцев он был в голове по крайней мере до середины 1960-х. Считалось, что мы в техническом отношении лучше. Конечно, это было не так. У нас и у американцев был совершенно разный подход к космонавтике. Они испытывали технику на Земле, а когда доводили ее до ума – запускали в космос. Мы шли другим путем, более дешевым. Мы делали не очень надежное нечто и доводили до ума, запуская до тех пор, пока, много раз взорвавшись и упав на землю, оно не становилось чем-то вразумительным.

Первые опыты удавались почти безукоризненно. Первый спутник полетел, полетела первая собачка Лайка[30]. Пожалуй, для меня как для астронома наиболее важное достижение – это полеты к другим планетам. Разрыв между выходом на орбиту и полетом к другой планете был менее двух лет: первый спутник – в 1957 году, полет к Луне – в 1959-м. Я горжусь, что Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга при МГУ, где я работаю, способствовал этому полету.

В те годы ракеты запускали примерно как у Жюля Верна в романе «Из пушки на Луну»: ее выстреливали, а дальше контролировать полет было невозможно. Ракета разгонялась от Земли и через несколько десятков минут полета скрывалась от телескопа, а дальше неизвестно было, куда она летит, точных радиоизмерений тогда проводить не умели. Один из моих учителей, астрофизик Шкловский, придумал, как сделать видимым объект на полпути к Луне, когда ни один телескоп его не в состоянии заметить. Это была идея искусственной кометы: к ракете прикрепляли небольшой пакет с натрием и взрывали его по пути, облако натрия расширялось и ярко светилось в лучах Солнца. На несколько минут эта штука становилась видимой, телескоп ее засекал, и можно было сказать, куда она летит.

«Когда были получены хорошие фотографии, Хребет Советский исчез с карты Луны. Следом за ним с карты мира исчез и Советский Союз. Вот так странно сложилось».

Владимир Сурдин

Первый раз в Луну ракета не попала. Она пролетела мимо и вышла на орбиту вокруг Солнца. И тут прекрасно сработал идеологический отдел ЦК: промазали мимо Луны, вышли на орбиту вокруг Солнца, и тут же эту штуку переименовали в первую искусственную планету «Мечта». Мы действительно выпустили на орбиту вокруг Солнца рукотворную штуковину – это было красиво.

Уже со второй попытки в том же 1959-м году мы попали в Луну. Это было грандиозным достижением. Ракету запускали, как вы кидаете мяч в баскетбольное кольцо. Хотелось доказать, что мы попали по Луне, что состоялся межпланетный перелет.

Идею, как это доказать, ждали от ученых. Самую перспективную предложил академик Яков Борисович Зельдович, один из отцов наших атомной и водородной бомб. Так что несложно догадаться, что он предложил: запускаем атомную бомбу, она врезается в Луну, взрывается, и все видят, что мы в нее попали.

Яков Борисович Зельдович – 1914–1987 – Советский физик, один из создателей советской атомной бомбы (1949) и водородной бомбы (1953).

У американцев была такая же идея, там это предложил Эдвард Теллер – отец американской водородной бомбы. Уже было согласились, но тут Зельдович понял, что в безвоздушном пространстве взрыв атомной бомбы практически не будет виден: мы видим его на Земле, потому что он нагревает воздух вокруг себя, а в вакууме он виден не будет, вся энергия уйдет в гамма-излучение. Слава богу, от этой идеи отказались.

Эдвард Теллер – 1908–2003 – Американский физик, руководитель работ по созданию американской водородной бомбы (1952).

Тогда, чтобы как-то застолбиться, внутрь аппарата положили алюминиевые пластинки с надписью «СССР». Где-то на Луне они до сих пор лежат. Этот сувенир когда-нибудь будет найден на поверхности Луны, и можно будет его оттуда вернуть.

Самое же потрясающее достижение произошло в том же 1959 году – фотография обратной стороны Луны. Этот космический эксперимент за все годы космонавтики самый уникальный, потому что, в отличие от Марса, Венеры и любой из планет, обратную сторону Луны мы никак не можем увидеть с Земли. Если бы аппарат «Луна-3» не залетел за Луну, мы бы ее и не увидели.

Аппарат долетел, сориентировался, сфотографировал, подлетел к Земле и по радио передал фотографии. Самое потрясающее, что размер аппарата не сильно отличался от предшествующих: весил аппарат меньше 300 кг. Электроники тогда не было, и управлял аппаратом программно-временной механизм, который механически, по заранее рассчитанному времени, поворачивал его, включал. Внутри не было телекамер, там были два обычных пленочных фотоаппарата и целлулоидная пленка, которая проявлялась там же: две губки, одна из которых была смочена проявителем, а другая закрепителем. Пленка протягивалась через эти губки, потом проходила перед фотоэлементом, он считывал изображение, а когда аппарат подлетал к Земле, картинка по радио передавалась на фотографическую ленту. Из-за мокрых губок «Луну-3» в шутку называли банно-прачечным комбинатом.

Любопытно, что у нас не было хорошей фотопленки. Я не могу на 100 % поручиться, что это правда, но ссылаюсь на воспоминания тех, кто этим занимался. В те годы над нашей территорией летало много шпионских воздушных шаров. Их запускали из Норвегии, и ветром их несло на территорию СССР, чтобы они фотографировали. Часто воздушные шары сбивали, и там оставалась неиспользованная пленка «Кодак». Снимки обратной стороны Луны, говорят, были тоже сделаны на эту пленку.

Фотография оказалась некачественная, так как передавалась на длинных волнах с помехами, но на ней сразу было видно большое пятно. Оно было похоже на море, так что назвали его Море Москвы. Называть лунные объекты именами городов было не в традиции астрономии, но мы были первые с этой фотографией, так что всем оставалось смириться.

На фотографии была еще одна темная линия – ее назвали Хребет Советский. Были споры в международной ассоциации, но и с этим смирились. Когда впоследствии получили хорошие фотографии обратной стороны Луны, выяснилось, что там нет никакого хребта, и с карты Луны Хребет Советский исчез. Следом за ним с карты мира исчез и Советский Союз. Вот так странно сложилось.

Сначала человек передвигался пешком, затем на лошадях, паровозах, автомобилях; потом появился самолет, сверхзвуковой самолет. А в 1961 году был совершен такой скачок в скорости передвижения, какого в истории техники не было и уже, наверное, не будет.

Это было сделано за три-четыре года, пока разрабатывали ракету. Следующий скачок был, когда американцы полетели к Луне. Чтобы летать вокруг Земли, нужна скорость 8 км/с, а для полета к Луне – уже 11 км/с, вторая космическая скорость. Это непревзойденные достижения. Сложно представить, чтобы когда-то был сделан еще более мощный рывок.

Все космонавты из первой плеяды – герои, потому что шли на немыслимый риск. Учитывая, на каком уровне тогда были ракеты, все понимали, что это было безумство храбрых, но это надо было сделать. Надо было понять, можно ли жить в невесомости, можно ли работать, есть, спать – все это выяснилось в первые годы космонавтики. Американцы рисковали чуть ли не больше нас. Если наш аппарат весил 5,5 т, то первые аппараты американцев представляли собой капсулу весом 1,5 т, в которую с трудом втискивался один маленький человек.

Техника работала на грани возможного. Высота ракеты «Сатурн-5» 110 м, а с пламенем, на которое она опирается, в несколько раз больше. Криогенное топливо с температурой минус 250 градусов отделено от плазмы с температурой 3000 градусов расстоянием в считаные сантиметры. Технически совместить это почти невозможно. Так на старте взорвался американский шаттл. С ракетой «Сатурн-5», слава богу, обошлось: это уникальная ракета, с которой не произошло ни одной катастрофы. Построил ее все тот же немецкий инженер Вернер фон Браун, который создал первую в истории космическую ракету в 1940-х годах. После войны почти все немецкие ракетчики попали в США, только небольшое количество попало к нам.

Передовицы газет кричали о том, что Советский Союз может отправить человека на Луну в любой момент, но нам это не больно-то и надо. Мы начали понимать, что вряд ли угонимся за американцами.

Космическая техника постоянно прогрессирует, но она такая специализированная, что на Земле очень редко можно что-то использовать для наших нужд. Говорят, тефлон, которым покрывают сковородки, изначально создавался для космоса. Разработка первых микропроцессоров была стимулирована космическими полетами: экспедиции на Луну потребовали легких и мощных компьютеров.

Самый известный космический проект – это МКС[31]. Международная космическая станция на первый взгляд напоминает парусник, который несется по волнам, раскинув паруса солнечных батарей. На самом деле для космической техники большая беда, что единственным источником электричества на борту является солнечный свет и нужно иметь панели большой площади, чтобы его перехватывать. Панели солнечных батарей – это не парус, который двигает станцию вперед, а тормоз, который об атмосферу Земли постоянно притормаживает полет космического комплекса.

Дело в том, что МКС находится в атмосфере. Это только называется «безвоздушное пространство», а на самом деле это довольно плотные слои атмосферы. Станция может летать только в узком слое вокруг Земли, где ослаблена радиация. Космические лучи там теряют энергию и их сравнительно мало. Это высота около 400 км. На высоту 600 км от Земли космонавты подниматься уже не рискуют, там радиационные пояса и работать там нельзя. Если же опуститься ниже 300 км, то за два-три дня затормозишься и упадешь. Реальный коридор, эксплуатируемый в космонавтике, – от 300 до 500 км над поверхностью Земли. Только в этом поясе космонавты в безопасности, но станция все равно тормозится, орбиту станции постоянно надо поднимать. На корабле подвозят обеспечение, продукты, воду, но главное – буксиры на своем ракетном топливе поднимают станцию, потому что без их участия она все время опускается вниз.

Получается, что самое лучшее, чем может похвалиться пилотируемая космонавтика, – полеты на Луну. Первый полет с посадкой на Луну совершили в 1969 году, это была миссия «Аполлон-11». Летели на замечательной ракете. Ничего подобного в истории космонавтики не было: никакая другая ракета без происшествий не летала, только «Сатурн-5».

В космосе люди работают в исключительных условиях, и самое неприятное – радиация. У рентгена есть биологический эквивалент – бэр. У поверхности Земли человек в год получает сотые доли бэра естественной радиации, и это даже способствует нашей эволюции. Работник атомной электростанции может получить не более 5 бэр в год, больше – реальная опасность для здоровья. На низкой околоземной орбите человек в год получает в среднем 10 бэр. Это опасно для здоровья, поэтому больше года космонавтам работать не рекомендуется. Чемпионы работают по полтора года, но больше уж точно нельзя.

Радиационные пояса – страшное место, их надо пролетать как можно скорее. При полетах к Луне американцы пронеслись через них без особых последствий. Радиационные пояса являют собой магнитное поле Земли, перехватывающее солнечные корпускулярные потоки. Они заслоняют тех, кто летает близко к Земле. Но вне пояса любая мощная солнечная вспышка дает фатальную дозу радиации. Полет на Луну и обратно длится шесть дней: три туда, три обратно – и есть шанс, что пронесет. А вот полет к Марсу длится в среднем месяцев восемь. Практически невозможно, чтобы на Солнце восемь месяцев не было вспышек.

Раньше художники, основываясь на словах ученых, представляли себе марсианскую экспедицию примерно так: прилетели, построили на поверхности базу и работают. Когда на Марс стали садиться марсоходы и измерили радиационный фон, оказалось, что он даже выше, чем в открытом космосе. Современный прогноз будущей марсианской станции выглядит так: прилетели, окопались и сидим под землей, потому что слой толщиной два-три метра защищает от радиации. Стоит ли тогда вообще человека посылать на Марс, если работать там можно только в землянке?

Когда в 1980-х летали первые американские шаттлы, шум от запусков вспугивал птиц вокруг космодрома на мысе Канаверал. Прошло время, птицы привыкли. Мне кажется, мы тоже должны привыкнуть к космонавтике и не считать ее чем-то особенным. Вложили деньги – хотим получить результат.

Чтобы понять, во что вкладываться, нужно сравнить, какой результат мы получаем от пилотируемой космонавтики, а какой – от космических роботов.

Спутники нередко запускают уже не ракеты, а самолеты. Если спутник весит менее 150 кг, самолет поднимается на 12 км и выпускает крылатую ракету, которая разгоняется еще дальше и запускает спутник на орбиту. Такой способ обходится в копейки, а шаттл крайне дорогостоящая вещь. Сегодня он бесполезен и дорог, поэтому от него отказались.

У нас тоже был шаттл «Буран»[32] – отличная машина, но она стоила таких усилий, что практически на ней государство Советский Союз и кончилось. Чтобы его сделать, была мобилизована вся промышленность страны. Делалось это исключительно для военных, которые совершенно неправильно себе представляли возможности и опасности космонавтики. Они думали, что американцы строят военные шаттлы, а нам надо все делать зеркально. Инженеры говорили, что могут сделать лучше, но была проходная генеральская фраза: «Нам надо как у них». В итоге сделали как у них: оказалось, что у них он работал все же 20 лет, а у нас даже не понадобился.

Несмотря на то что тяжелые грузы больше в космос не запускают, американцы делают тяжелые носители. Не совсем понятно зачем. Возможно, ощущают угрозу техническому престижу со стороны Китая. Китайцы совершенно четко направлены на пилотируемые экспедиции к Луне, а экспедиции к Марсу у них уже на втором плане. Американцы, видимо, считают, что если они упустят инициативу, то перестанут быть ведущей космической державой. Тяжелые ракеты задумали еще при Буше-младшем. Когда пришел Обама, расходы на космонавтику сократили и программу для тяжелых ракет приостановили. У нас Рогозин недавно сказал, что мы тоже будем делать тяжелые носители, если не хотим отстать от китайцев и американцев.

На Луне работали с 1969 по 1972 год, но уже несколько десятилетий люди туда не возвращаются. У некоторых вообще возникают сомнения, что американцы были на Луне, если сейчас они не летают туда каждую неделю.

Но вот, например, на Земле есть Марианская впадина – труднодоступное место океанического дна глубиной 11 км. В 1960 году туда впервые на батискафе опустились двое – швейцарец и американец. Потом 50 лет туда никто не заглядывал. Недавно туда нырнул режиссер Джеймс Кэмерон. Не знаю, зачем ему это: может быть, это пиар, может быть, получится хороший фильм. Полстолетия никто не возвращался в Марианскую впадину, потому что там без рисков и особых затрат работают роботы. Японские роботы без проблем опускаются в любое место океана, а люди там были не нужны – это опасно и дорого.

Джеймс Кэмерон – род. 1954 – Канадский и американский кинорежиссер, сценарист и продюсер, создатель фильма «Титаник». Известный исследователь подводного мира: 26 марта 2012 года в рамках проекта Deepsea Challenge Кэмерон достиг дна на глубине 10 898 м в котловине Челленджер в Марианской впадине.

Примерно по той же причине сегодня не летают на Луну. Зачем людям летать на Луну, если роботы выполняют все функции? На Марсе есть марсоходы Spirit и Opportunity: первый уже не работает, но Opportunity вот уже 11 лет функционирует без починки в очень жестких условиях: радиация, пыль. По сравнению с пилотируемым полетом это обходится в копейки.

В моем институте разрабатываются небольшие телескопы для космических исследований. Когда заходит речь о том, куда их поставить, все мечтают их поставить на непилотируемый аппарат, то есть на спутник, потому что на спутнике нет людей. Во-первых, люди двигаются. Во-вторых, для обеспечения людей работают десятки вентиляторов, системы охлаждения, по трубам ходит вода. Космонавты рассказывают, что им не мешает невесомость, но они страдают от шума. Из-за работы систем жизнеобеспечения станция дрожит, а для наших телескопов это означает смазывание изображения. Поэтому все мечтают работать с непилотируемыми аппаратами.

Перспективное направление частной космонавтики – романтическое приключение. Если человек за свой счет хочет в Марианскую впадину, на вершину Эвереста, в космос, ему никто не в силах помешать. Великолепный инженер Бёрт Рутан – человек, который сделал первый самолет, без посадки облетевший Землю, – автор еще одного прекрасного изобретения. Самолет поднимает ракету в стратосферу, запускает ее на высоту 150 км, а потом по баллистической траектории она садится на Землю, как самолет. Люди за небольшие деньги, не больше 100 тысяч долларов, оказываются на четверть часа в космосе, испытывают невесомость, смотрят на Землю со стороны и в каком-то смысле становятся космонавтами.

Лет через двенадцать-четырнадцать Китай высадит человека на Луну. Но массовое посещение Луны будет в туристических целях. Слетать на МКС сейчас стоит 20 миллионов долларов. Полет на Луну будет раз в пять дороже, 100 миллионов, но и за эти деньги найдутся желающие слетать на Луну. А для ученых это пройденный этап, люди там все, что могли, уже сделали.

На геостационарной орбите работают спутники, которые ведут прямое телевизионное вещание на Землю. Каждый из них висит над своей областью Земли и постоянно ее видит. МКС летает ниже всех, в том числе потому, что спутники выдерживают радиацию, а люди нет. Спутников много, они выполняют все, что нам нужно в космосе: GPS, погода, связь.

Первая обсерватория на орбите была американская. На их огромной пилотируемой космической станции Skylab[33] была собственная астрономическая обсерватория. Станция состояла из двух объемов, каждый с лекционный зал. Для космонавтики это было невероятно: другие станции были 2–3 м диаметром, а на этой люди по утрам занимались зарядкой, бегая по внутренней поверхности, и центробежная сила прижимала их к беговой дорожке. Это была последняя ступень ракеты «Сатурн-5». Для полетов к Луне она была нужна, а для полета вокруг Земли нет. Поскольку она пустая, там организовали жилище: у каждого космонавта своя спальня, общая кухня и огромный астрономический комплекс приборов.

Обсерватория свою задачу выполнила. Тогда еще не было электроники, которой можно было управлять с Земли, и космонавты крутили ручки. После них уже ни один пилотируемый аппарат для астрономии ничего не сделал. То, что мы сейчас получаем из космоса, мы имеем благодаря роботам.

Совсем небольшие телескопы позволяют нам сегодня открывать планеты у других звезд. Аппарат диаметром 30 см, работая в космосе, обладает совершенно другими свойствами. На Земле мы смотрим на космос сквозь воздушную оболочку. Представьте себе наш воздух, сжатый до плотности воды. Лежите вы на дне бассейна, а над вами 10 м воды, и вы сквозь нее что-то хотите изучить. Примерно такое положение у астронома, когда он работает на Земле. Атмосфера колышется, изображение дрожит, размывается, плохо видно.

У американцев есть гигантский космический телескоп «Кеплер». Последние четыре года он смотрел на одну область Галактики, наблюдая примерно 200 тысяч звезд. Он непрерывно следил, не проходят ли на их фоне их собственные, принадлежащие этим звездам, планеты. И открыл более трех тысяч. За последние годы кроме восьми планет в Солнечной системе были открыты еще несколько тысяч планет дальних звезд. Туда еще не пошлешь космический аппарат, наблюдать их можно только в телескоп, но это сразу раздвинуло горизонты, и мы теперь точно знаем, что почти у каждой звезды есть планетная система.

Благодаря космическому телескопу «Хаббл»[34] изменилось наше представление о будущем Вселенной. С детства мы знаем, что она расширяется, но мы всегда думали, что это расширение замедляется. Вселенная расширяется, галактики притягиваются, поэтому они двигаются все медленнее и медленнее: может быть, когда-то остановятся и начнут падать обратно. Благодаря телескопу «Хаббл» мы узнали, что Вселенная расширяется ускоренно, что галактики набирают скорость, но что именно их расталкивает – большая загадка. Раньше, кроме гравитации, кроме притяжения мы ничего себе представить не могли. Оказывается, есть какая-то сила, которая, несмотря на гравитацию, расталкивает галактики и заставляет их ускоренно разбегаться. Это замечательное открытие позволил сделать космический телескоп.

Планеты сегодня в первом приближении исследованы все. Меркурий расположен близко к Солнцу, до него тяжело долететь и там тяжело работать – раньше к нему опасались отправлять космические аппараты. Но уже несколько лет у Меркурия работает спутник «Мессенджер». Сегодня Меркурий мы знаем почти так же хорошо, как Луну. Он похож на Луну, и внешне иногда трудно отличить поверхность Меркурия от поверхности Луны. Между тем Луна – это камень, а Меркурий – железо: почти половина его объема занята железным ядром, содержащим 70 % массы планеты; и только снаружи каменная оболочка.

С Венерой, второй планетой от Солнца, отечественная космонавтика знакома лучше всех, потому что у нас была эпопея «полетов к Венере». Мы тут, пожалуй, до сих пор остаемся первыми: кроме нас, никто на поверхности Венеры не работал. Вся она закрыта облачным слоем, а под облаками плотная и очень горячая у поверхности атмосфера. Тем не менее, несмотря на чудовищные условия, наши аппараты садились на нее и работали.

Американцы тоже запускали к Венере зонды, на орбите они работали очень хорошо, но сесть на поверхность они даже не пытались. Не было ни одного американского эксперимента, чтобы сесть и работать на поверхности самой планеты. У них были зонды, которые летали в атмосферу Венеры, шли к поверхности, но, не достигая ее, портились из-за жары, которая у поверхности выше 450 градусов.

Оригинальные картинки, переданные с Венеры нашими аппаратами – это выгнутые, искаженные, очень сильно переконтрастированные панорамы, но это первые фотографии с поверхности Венеры. Несколько лет назад американский специалист попросил у нас оригинальные фотографии с Венеры. Он над ними поработал и получил совершенно другой вид: мягкое, неконтрастное изображение, все детали видны, исправлена проекция. В течение 40 лет наши программисты не могли этим же заняться, а человек со стороны подумал и сделал. Теперь весь мир может смотреть на изображение Венеры в интерпретации этого американского специалиста.

У нас есть общая тенденция: в момент достижения говорят, какая это великая победа отечественной техники, но на этом все заканчивается. Главное же должно быть потом: то, для чего эта победа была одержана. Но звездочки на погоны получены, диссертации защищены – и все, дальше это никого не интересует.

Марс – самая интересная планета, потому что условия там достаточно комфортны для земной биосферы. Многие наши организмы могли бы жить на Марсе, поэтому можно говорить и о марсианской жизни.

Вокруг Марса постоянно работает довольно много американских и европейских спутников. Мы этим уже давно не занимаемся, а попытки других стран пока не увенчались успехом. Сейчас к Марсу летит индийский аппарат. Японцам долететь до Марса не удалось, китайцы еще не пытались.

Полеты роботов на Марс начались у нас и в США почти одновременно. Наши полеты были не очень удачные, но первая мягкая посадка все равно наша. В 1971 году мы опустили небольшой аппарат, который сел, 10 секунд поддерживал связь, после чего связь исчезла. Передать он ничего не успел, но все-таки первым мягко сел на Марс наш аппарат «Марс-3».

Американцы отправили на Марс два больших аппарата, которые несколько лет работали и искали там жизнь. Это были не марсоходы, они сидели на одном месте. Марсоходы Spirit и Opportunity – великолепные геологи, но у них нет приборов для поисков жизни. Наиболее интересные места для этих машин недоступны. Особенно информативны вертикальные срезы, когда по отдельным слоям можно читать геологическую летопись. А марсоходы не могут спускаться в углубления, потому что они небольшие, с маленькими колесиками и рискуют потом не выбраться.

У последнего американского марсохода Curiosity несколько оригинальных новшеств. Во-первых, лазерная пушка, которая стреляет инфракрасным лучом и вызывает микровзрыв, вспышку, по спектру которой с помощью телескопа можно судить о химическом составе. Куда не дотягивается двухметровая рука с прибором, дотянется лазер. Второе важное новшество марсохода – источник энергии. До сих пор все марсоходы имели солнечные батареи, но, во-первых, ночью нет солнца, а во-вторых, солнце плохо светит в период зимних месяцев, и марсоходы стоят неподвижно. Кроме того, в марсианской атмосфере довольно много пыли, и она осаждается на панелях солнечных батарей, отчего они постепенно деградируют. У нового марсохода источник энергии ядерный: на нем стоит теплогенератор, внутри которого распадается плутоний, и этого плутония ему хватит на десятки лет. Плутоний, кстати, наш. Все, что можно купить дешевле, чем сделать самим, американцы покупают.

За американским марсоходом в очереди стоит российско-европейский проект «ЭкзоМарс». Это интересная машина: по сравнению с американским марсоходом она небольшая – 310 кг против почти тонны у Curiosity. На аппарате есть бурильная установка, которая может надстраивать свой бур до 2 м вглубь, а это уже надежная защита от радиации. Кроме того, машина снабжена биочипами, которые могут производить сотни биохимических анализов на поиск интересных молекул, остатков жизни или реальной марсианской жизни.

Поначалу проект был американо-европейский, но американцы из него вышли, и Европа оказалась без денег. Тогда они обратились к нам, и мы этот проект подхватили. В его основе наша ракета и европейский марсоход. Это очень интересный эксперимент: если финансирование будет продолжаться, в 2016 году должны начаться первые полеты.

Были полеты к большим планетам – к Юпитеру, Сатурну. Это опасно: у этих планет очень мощные радиационные пояса, и чтобы работать там, нужна самая передовая техника. Были исследованы кольца Сатурна, на парашюте сажали аппарат в атмосферу Юпитера.

Спутники планет-гигантов – это самое любопытное. На ближайшем к Юпитеру спутнике, Ио, более полусотни действующих вулканов. При этом сама поверхность покрыта замерзшими газами. Между горячими вулканами и холодными газами наверняка есть переходные области, где могут быть благоприятные условия для существования жизни.

Европа, второй спутник, более удаленный от Юпитера, покрыт льдом, но есть теория, что подо льдом – живой океан, причем очень глубокий, предположительно 100 км глубиной.

Спутник Сатурна Энцелад совсем маленький, 500 км в диаметре, тоже ледяной и тоже с океаном замерзшей воды. Американский зонд залетел за его ночную сторону и увидел фонтаны воды, бьющие из трещин во льду. Следующий полет к Сатурну должен быть с биологическими сенсорами – тогда можно будет точно сказать, есть там жизнь или нет.

Титан – гигантский спутник Сатурна, намного больше Луны. Это единственный спутник с атмосферой, причем уникальной. На Венере атмосфера – углекислый газ, на Марсе тоже, а на Титане – практически земная: азот, но при этом температура минус 180. На Титане открыли озера из жидких углеводородов – этана, метана. Поскольку под поверхностью теплее, жизнь там тоже не исключена.

Один из самых волнующих вопросов – можно ли человека отправить к звездам и доставить обратно. Английские инженеры создали проект термоядерного звездолета. Реализация этого проекта потребовала бы всех ресурсов земного шара: всем надо было бы собраться и 20 лет его строить. К тому же незачем запускать людей на такой грандиозной машине, если все, что мы хотим оттуда получить, – это знания. Сегодня есть технологии, способные в объем чуть меньше наперстка упаковать всю информацию, созданную на Земле. Это такие микроэнциклопедии нашей жизни – все наши знания можно разослать по Вселенной в надежде, что и остальные разумные существа будут поступать как мы.

Я придумал способ, как это сделать почти бесплатно. Сегодня практически все зонды, летающие к далеким планетам, используют притяжение промежуточных планет – Юпитера, Сатурна. Каждый раз траектория подбирается так, чтобы притяжение планеты ускоряло движение аппарата. В принципе, так можно летать и на межзвездные расстояния, пролетая мимо звезд и используя их притяжение, чтобы разогнать зонд еще сильнее. Ничего не стоит «наперсточки» с информацией отправить так по всей Галактике, а то и в соседние.

Может быть, когда-то мы получим нечто подобное, а может, и раньше, чем сами отправим. Не самые же мы умные.

Максим Скулачев – Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник биологического факультета Московского государственного университета.

Известный специалист по старению Алекс Комфорт сказал: «Никогда не поверю, что лошадь и телега стареют одинаково». Телега стареет от поломок, тогда как у лошади есть некая программа развития.

Алекс Комфорт – 1920–2000 – Английский психолог, врач, писатель и общественный деятель.

Любой биолог знает, что природа все старается держать под своим строжайшим контролем: оплодотворение яйцеклетки, деление, рост и созревание плода, рождение и взросление – все контролируется определенными генетическими программами. Наука уже знает, как некоторые из этих программ устроены. Вместе с тем такая важная часть жизни, как смерть, отдается на откуп каким-то случайным обстоятельствам. В это невозможно поверить, и это еще один аргумент в пользу того, что есть программа, отвечающая за старение.

Не мы первые придумали концепцию запрограммированного старения. Основы концепции еще в XIX веке заложил Шопенгауэр, а в 1881 году Август Вейсман в своей лекции во Фрайбурге заявил, что смерть была изобретена эволюцией. На тот момент не было ничего известно о ДНК, но он сумел сформулировать, что наш организм содержит в себе семена смерти, с прорастанием которых организм умирает. Сегодня мы бы назвали это генетической программой, запрограммированным свойством организма.

Август Вейсман – 1834–1914 – Немецкий зоолог, теоретик эволюционного учения. Автор теорий наследственности и индивидуального развития, предвосхитивших современные научные представления.

Когда открывается новый биологический процесс, ученые нередко сталкиваются с непониманием. Например, в христианском мире крайне распространена точка зрения, что для любого живого существа жизнь – это высшая ценность. Зачем убивать самого себя? На этот вопрос отвечал еще классик теории естественного отбора Альфред Уоллес, приятель Чарлза Дарвина. Он сформулировал, что родители, произведя достаточное количество потомков, становятся помехой для этих потомков, конкурируют с ними за возможные ресурсы, и такие родители должны отбраковываться естественным отбором. С точки зрения биолога идея того, что смерть существует для освобождения места для нового поколения, работает. Великие биологи прошлого сходились в том, что смерть от старости – необходимый для смены поколений атрибут эволюции. Если бы все мы были бессмертны, ни о каком естественном отборе наиболее приспособленных особей не было бы речи.

Альфред Уоллес – 1823–1913 – Английский путешественник, биолог, антрополог. В одно время с Чарлзом Дарвином разрабатывал учение о естественном отборе.

В 1972 году в британском научном журнале была опубликована статья, в которой впервые описан процесс запрограммированной гибели клетки. Оказалось, что в отдельных живых клетках существует генетическая программа, активация которой ведет к смерти этой клетки. Такой процесс был назван апоптозом[35]. В частности, апоптоз происходит в листьях деревьев перед опаданием. Авторы вспомнили знаменитый опыт Клавдия Галена, когда, наблюдая за увяданием листьев осенью, он обрубил ветку дерева, и листья с этой ветки остались зелеными в течение всей зимы. Когда опадают листья, происходит процесс массированной гибели клеток, который возможен только на живом растении.

Клавдий Гален 129 или 131 – ок. 200 или 217. Римский медик, философ.

За 40 с лишним лет про апоптоз написано около четверти миллиона научных публикаций, и биологи очень многое выяснили. Сегодня известно, какие внешние сигналы могут запустить программу самоубийства, через какие каскады идет этот процесс, какие белки выполняют свои функции в процессе реализации программы. В 2002 году все эти исследования увенчались Нобелевской премией, которую получили Сидней Бреннер, Джон Салстон и Роберт Хорвиц. Они обнаружили генетическую программу, показали гены апоптоза – гены запрограммированной смерти клетки. Таким образом, сейчас можно утверждать, что наши клетки умеют умирать запрограммированно.

Если обжечь палец горячим утюгом, первые клетки умрут от высокой температуры, а следующие получат сигнал, что не все в порядке, и тоже запустят программу самоубийства. Наш организм устроен так, что клетки в основном страшные меланхолики: чуть на них плюнь, они сразу запускают механизм самоубийства. На самом деле это противораковая защита. Если что-то пошло не так и у клетки есть риск развиться в опухоль, эта клетка получает сигнал на запуск программы самоубийства. Такие клетки разбираются на составные части, и на их место, если человек молод, приходят новые.

Все это касается отдельных клеток, и с этим уже не спорит ни один биолог. Я же постулировал запрограммированную смерть целого организма. Владимир Петрович Скулачев попросил своего хорошего друга Михаила Гаспарова придумать термин для запрограммированной смерти организма. Он предложил слово – «феноптоз»: в отличие от смерти одной клетки – апоптоза – это смерть целого организма. В природе есть организмы, которые состоят из одной клетки, и если эта клетка запускает программу апоптоза – то это и будет феноптоз, смерть всего организма.

Российский ученый Федор Северин обнаружил механизм запрограммированного самоубийства у пивных дрожжей: последовательная активация определенных генов приводит к смерти дрожжей. Исходным сигналом, запускающим программу, служит феромон – вещество, привлекающее особей разного пола друг к другу. Когда дрожжи делятся вегетативно, они практически бессмертны. В случае если условия жизни ухудшаются, дрожжи переходят к половому размножению, и тогда сигнал полового размножения запускает программу самоубийства. По этому поводу у нас вышла книга, в которой есть глава «Любовь и смерть пивных дрожжей» – душераздирающая история.

Половое размножение и смерть идут рука об руку. Примеры можно найти и у более крупных организмов. Классический пример – растение Arabidopsis thaliana[36], оно же резушка (резуховидка) Таля, один из любимых объектов биологов. Это однолетнее растение живет буквально несколько недель: зацветает и сразу же умирает. У него самый маленький геном, в десятки раз меньше генома человека и в пятьдесят раз меньше генома кукурузы, так что на нем очень удобно проводить эксперимент. Бельгийские ученые, изучавшие процесс цветения арабидопсиса, «выключили» у него два гена, которые отвечают за цветение. Семена этого генетически модифицированного арабидопсиса посадили: он начал расти, попытался зацвести и через несколько недель должен был умереть. Но он не умер, а стал расти дальше, и через четырнадцать месяцев это растение превратилось в огромный куст, который захватывал вокруг территорию, выпуская побеги, чего арабидопсис обычно не делает; вместо тщедушных тоненьких листиков появились мясистые листья, ствол начал деревенеть. Статья была опубликована, когда этому монстру было четырнадцать месяцев и умирать он явно не собирался.

Чтобы спасти жизнь арабидопсису, биоинженеры не делали ничего нового, а лишь уничтожили два гена. Оказалось, что арабидопсис может расти дольше нескольких месяцев, но по определенным биологическим причинам делать этого не хочет. Причины объясняются местообитанием растения. Экологическая ниша арабидопсиса – повреждения дерна. Представьте себе мощный летний луг с огромным количеством этих растений – между двумя стеблями нет места третьему, идет страшная конкуренция за питательные вещества, солнечный свет. Но вот пробегает олень и повреждает дерн. На освободившемся участке вырастет не самый сильный, а самый быстрый: пока какой-нибудь пырей вырастет до своих метровых размеров, арабидопсис успеет два раза вырасти и отцвести. Вероятно, когда-то арабидопсис был большим гордым деревом или кустарником, но потом в страшной эволюционной борьбе он решил, что лучше сократить себе срок жизни и развиваться быстрее. Маленький размер и скорость приспособления к новым условиям дали ему серьезное биологическое преимущество. То, что он себе изобрел, – по сути, гораздо более быстрая смерть, чем была у него до того. Очевидно, что эта смерть – запрограммированный процесс, ведь ее можно предотвратить даже простыми мутациями.

Рассказывая эти истории ботаникам, как будто ломишься в открытую дверь: всем известно, что растения умирают запрограммированно. Перейдем к животным. Есть вид осьминога, самки которого перестают питаться и умирают, едва на свет появляется потомство. Выяснилось: если у самки удалить определенные железы – оптические, хотя к зрению они не имеют никакого отношения, – она не теряет аппетит после кладки, а продолжает питаться и может еще несколько раз размножаться.

Говоря о любви и смерти, трудно не вспомнить и замечательный брачный обряд богомолов. Известно, что в процессе полового акта самка богомола отгрызает голову самцу. Раньше считалось, что это происходит из-за особой свирепости самки, и самец идет на самопожертвование, потому что не может противостоять своей природе. Недавно было выяснено, что голова самца постоянно посылает в его половую систему сигнал, препятствующий семяизвержению, и пока у самца голова на плечах, не может произойти оплодотворение. Я бы сказал, что это характерно не только для богомолов, но тут это имеет особое значение. Самка отгрызает голову, чтобы завершить половой акт. Это сделано, чтобы самец мог размножаться только один раз, тем самым обогащая разнообразие потомства. С накоплением случайных поломок это тоже не очень вяжется.

С примерами у высших млекопитающих сложнее. Как правило, нам разрешено размножаться много раз. Но примеры все же есть. У самцов австралийской сумчатой мыши после периода размножения в крови начинается сильнейший гормональный шторм, и они умирают от почечной недостаточности, к которой приводит их собственная гормональная система. Как и с богомолами, эта система разрешает самцам несчастной мыши размножаться только один раз, увеличивая разнообразие потомства.

В 1950-х годах в биологическом журнале была статья, утверждавшая, что подобный процесс можно запустить и у человека. Она описывает любопытный вариант казни у одного австралийского племени. Провинившегося объявляют мертвым, но не трогают, а начинают длительный обряд похорон – с поминками, пением и кострами. В течение нескольких недель приговоренные умирают по вполне медицинским причинам. В статье описан случай, когда этнографы, услышав характерное похоронное пение, успели известить полицию, и человека спасли: он выжил, но у него была диагностирована тяжелейшая почечная недостаточность.

Насколько это возможно в биологии, я доказал, что существует запрограммированная смерть живых организмов: не только отдельных клеток или одноклеточных организмов, но также и у растений, и у животных. Явление феноптоза существует, несмотря на то что любому живому организму хочется жить, а не умирать.

При чем здесь старение? Мы считаем, что феноптоз бывает быстрый – как в моих примерах – и медленный. Иногда природе выгоднее, чтобы процесс биохимического самоубийства был растянут во времени. У многократно размножающихся организмов это должен быть постепенный процесс ослабления функций, а не обезумевшие надпочечники, как у несчастного самца австралийской мыши. Доказательство того, что это так, я начну от противного: если старение – специально устроенная генетическая программа, то у кого-то ее может не быть. Значит, должны существовать нестареющие животные – и они, как ни странно, есть.

Жемчужница – моллюск, который живет на дне рек. До некоторой степени чем жемчужница старше, тем меньше у нее вероятность умереть. С возрастом она становится более сильной и приносит больше потомства, а умирает по совершенно дурацкой причине. Вес жемчужницы растет быстрее, чем сила мышц ноги, держащей ее на дне, и в какой-то момент она становится слишком тяжелой, падает. Ее заносит илом; она уже не может питаться и умирает от голода. Говорят, она живет до двухсот лет.

Смена поколений – это эволюционное изобретение: она нужна, чтобы вид развивался. Мы считаем, что старение как способ эволюции также полезно. По этому поводу есть умозрительный пример, который называют теоремой двух зайцев. У одного из двух зайцев происходит случайная мутация, и он становится немного умнее, чем зайцы в среднем. Пока оба зайца молоды, они прекрасно убегают от лисы, и преимущество зайца с мутацией практически не проявляется: оба они выживают и размножаются. С возрастом у зайцев, как и у других стареющих видов, слабеет сердце, саркопения уменьшает мышцы, хуже работает голова и портится зрение. В какой-то момент за счет старения зайца лиса получает шанс его поймать. И вот в этот момент заяц с полезной мутацией чуть раньше замечает лису, чуть лучше путает следы и за счет этого спасается, а обычного зайца съедают. В среднем возрасте умные зайцы получают колоссальное преимущество размножения по сравнению с глупыми. Благодаря старению эволюция может выявить и закрепить маленькие признаки, обогатив следующее поколение. Нам кажется, что старение – один из самых важных механизмов ускорения эволюции. Получается, что отбор во многом происходит не на уровне молодых, а на уровне старых.

Эволюция – очень дорогое удовольствие: нужно сменять поколения, стареть, умирать раньше. Если какой-то вид себе приобрел что-то, позволяющее ему не эволюционировать так быстро, не тратить так много ресурсов, можно предположить, что такой вид не будет стареть. Возьмем землеройку – несчастное существо, которое живет на поверхности земли, умирает от голода, холода, становится жертвой хищников. Землеройка живет два-три года и проявляет все признаки старения. Очень близкое к землеройке существо, того же размера, с той же скоростью метаболизма, тоже насекомоядное – летучая мышь. По сравнению с землеройкой она изобрела всего лишь полет и эхолокацию, и в результате у нее нет никаких проблем, которые есть у землеройки: если ей холодно, она ищет теплую пещеру; если нет еды, она пролетает десятки километров и находит еду. Хищникам очень сложно поймать ее из-за ее способности к эхолокации. Летучие мыши, в отличие от таких похожих на них землероек, живут до 50 и более лет.

Еще один любопытный зверь – голый землекоп[37]. По-английски он называется naked mole rat, то есть голая помесь крысы с кротом. Это практически полный аналог мыши. Единственное, что изобрел этот грызун по сравнению с мышами, – социальная структура общества. Живут они своеобразными муравейниками, в которых есть царица с парой-тройкой мужей, которым одним разрешено размножаться. Порядка трехсот особей обслуживают этих правителей: кормят, защищают, строят огромные подземные лабиринты в Центральной Африке, где они обитают. С точки зрения эволюции интерес представляют только те особи, которые размножаются: у них в жизни, как и у летучих мышей, нет никаких проблем. И если обычная мышь живет два-три года, то голые землекопы живут больше 30 лет. Если для человека смертность с возрастом растет по экспоненте, для голого землекопа график зависимости смертности от возраста – горизонтальная линия: это значит, что он не стареет.

Я категорически уверен, что и человек изобрел что-то такое, что позволяет ему больше не эволюционировать. Мы больше не приспосабливаемся к окружающей среде – мы приспособили ее под себя: когда нам холодно, не обязательно ждать, пока вырастет шерсть, – надо надеть одежду. Самое главное, что мы изобрели, – способ передавать информацию следующим поколениям не с помощью наших генов, а с помощью речи. Если за горой живет пещерный лев, нам не обязательно ждать, пока появится мутация и гора будет ассоциироваться с опасностью, – можно просто сказать молодым: «Не ходите туда, там лев». Это обеспечило человеку преимущество, позволившее захватить планету.

Есть два вида людей: одни действительно пытаются объяснить молодняку, где лев; другие – по разным причинам – этим не занимаются. Мы предложили понятие «полезных» бабушек и дедушек. «Полезные» – это те, которые объясняют про льва, а «вредные» просто занимают место в пещере. Звучит грубовато, но с точки зрения биологической целесообразности «вредные» бабушки и дедушки должны стареть быстрее, а «полезные» – чувствовать себя нужными и стареть медленно. Согласно нескольким исследованиям, люди, работа которых связана с общением с молодыми людьми, вроде профессоров в университете, живут дольше. Аномально долго живут дирижеры, которые ничему не учат, но внешне их работа напоминает сборище молодняка в пещере и человека, который всем этим управляет. Есть несколько признаков социального положения человека, которые заметно ассоциированы с долгой жизнью. В этом, конечно, есть существенная доля спекуляции, но чем дальше мы этим занимаемся, тем больше убеждаемся, что есть и доля правды.

Мы полагаем, что существует специальная программа, которая заставляет нас стареть, чтобы в конце концов свести в могилу и освободить место следующему поколению. При этом, если мы заботимся о следующем поколении, нам разрешают сделать это чуть позже. Программа эта, как у голого землекопа, рано или поздно должна у нас исчезнуть сама собой, но произойдет это очень не скоро. Если мы хотим ускорить победу над старением, возникает очень простая идея: выключить гены, отвечающие за старение. По всей видимости, за старение отвечает сложный оркестр генов. Эти гены пока не найдены, и то, что их надо искать, – подход верный. Но чтобы сделать генетически модифицированного человека, надо вырастить ребенка, у которого этих генов не будет. Проблема в том, что можно совершить ошибку, права на которую у нас нет. Генетически модифицированному человеку нельзя объяснить, что была очень перспективная рабочая гипотеза, которая не подтвердилась.

Но есть еще один вариант. Большинство биологических программ можно регулировать: воздействовать на них, чтобы они работали быстрее или медленнее. Для старения такой способ регуляции известен – это ограничение питания. Самые разные животные – от червяков до обезьян – живут дольше и стареют медленнее, если меньше едят. Эффект от ограничения питания не связан с количеством потребляемых калорий: если давать животному нюхать еду, организм снова включает быстрое старение. Перспективы этого направления связаны в основном с нахождением белков, которые действуют при ограничении питания. Поиском таких регуляторов сейчас занимаются исследователи.

Возможно, у человека есть еще какие-то способы замедлить старение. Исходя из концепции «полезных» бабушек, один из таких способов – учить молодежь. Наверняка вы знаете профессоров, которые до 80 гоняли студентов на кафедре, а уйдя на пенсию, очень быстро умирали. Похоже, есть все-таки какая-то химия, дающая сигнал, что мы еще нужны. Можно, конечно, быть дирижером или судьей Верховного суда США – одно социологическое исследование показало, что эта профессия также обеспечивает долгую жизнь, потому что от этих людей зависит огромная страна, и они чувствуют собственную нужность.

Наконец, есть еще один способ вмешаться в работу программы старения: это интервенция (англ. «intervention») – вмешательство с помощью определенных фармакологических веществ. Препараты, которые используются для регуляции работы программы старения, назвали митовитанами, по аналогии с витаминами.

Чтобы устроить быстрое самоубийство – феноптоз, надо запретить есть или устроить гормональный шторм. Но как растянуть этот процесс во времени до медленного самоубийства? Наши тела – прекрасные химические лаборатории, способные синтезировать самые разные яды. Среди них такие вещества, как активные формы кислорода: из обычного кислорода путем присоединения одного радикала образуется супероксид – радикал, который атакует белки, липиды, ДНК, вносит мутации. То, что старение связано с деятельностью свободных радикалов, известно давно. Николай Маркович Эмануэль в 1960-е годы выдвинул гипотезу, что старение связано с повреждениями, которые наносят свободные радикалы. Оказалось, что радикалы не поступают извне. В каждой нашей клетке есть органеллы – митохондрии, которые специально занимаются выработкой свободных радикалов. Самый простой способ борьбы с ними – избавиться от митохондрий – не работает, потому что с помощью этих органелл мы также дышим. Процесс дыхания – это реакция окисления питательных веществ молекулярным кислородом, которая заканчивается образованием воды, но часть кислорода превращается в свободные радикалы. К концу XX века стало более или менее понятно, что митохондрии – главный производитель свободных радикалов в нашем теле, и с возрастом это производство нарастает.

Николай Маркович Эмануэль – 1915–1984 – Советский физикохимик; автор многих открытий в области кинетики и механизма химических реакций.

Если свободные радикалы портят нам жизнь, с этим надо что-то делать. Известны вещества, которые при взаимодействии со свободными радикалами их нейтрализуют: это антиоксиданты, такие как витамины С и Е, флавоноиды из зеленого чая, N-ацетилцистеин и много других. Когда была выдвинута свободнорадикальная теория старения, с этими веществами связывались огромные надежды, но сегодня антиоксидант – практически ругательное слово для медика, настолько велико было разочарование. Проблема не в том, что они не работают: если смешать антиоксиданты со свободными радикалами в пробирке, все замечательно нейтрализуется. Дело в том, что, во-первых, антиоксиданты расходуются, в то время как свободные радикалы постоянно воспроизводятся. Во-вторых, антиоксиданты распространяются по всей клетке, а свободные радикалы производятся именно в митохондрии – поэтому стоит задача доставить антиоксиданты в место образования свободных радикалов.

Наша гипотеза состоит в том, что активные формы кислорода играют важную роль в процессе старения, но, может быть, не являются его единственной причиной. Мы не стремимся убрать свободные радикалы – это невозможно, но мы пытаемся взять их под контроль, чтобы производство этого яда не увеличивалось с возрастом. Нам удалось создать вещество, которое направленно проникает в митохондрию и «ловит» свободные радикалы. Это было сделано в 2005 году, и вещество было названо SkQ1. После длительных исследований в 2009 году под авторством В. П. Скулачева и многих других исследователей вышла статья «Попытка предотвратить старение: митохондриальный подход».

Владимир Петрович Скулачев – р. 1935 – Советский и российский биохимик, академик АН СССР и РАН, автор многих работ по биоэнергетике и механизмам биологического окисления.

С тех пор было получено много экспериментальных результатов. Показательны так называемые опыты на дожитие. Мы брали молодых мышей одного возраста и разделяли их на две группы: одну группу поили веществом, которое проникает в митохондрии для нейтрализации свободных радикалов, а другую – нет. По прошествии почти двух лет (для мышей это весьма преклонный возраст) мыши из контрольной группы демонстрировали все признаки старения: искривление позвоночника, проплешины. Самое главное – они потеряли усы, которые у мышей являются важным половым признаком. Мыши же, которые с питьевой водой принимали разработанное нами вещество, в том же возрасте признаков старения не показывали. Очень важен тот факт, что у этих мышей не состарилась репродуктивная система. Отследить работу репродуктивной системы мыши можно не только по усам, но и по женским циклам. У мышей, принимавших с питьевой водой наше вещество, до самой смерти цикл сохранялся регулярным. Эти данные косвенно подтверждают правильность нашей гипотезы.

Окончательных данных, доказывающих, что это работает и на человеке, пока нет, но есть косвенные подтверждения. Существует специально выведенная линия крыс, которые с возрастом слепнут. У молодой крысы электрический сигнал, который снимается с глазного нерва и сетчатки, быстро посылает в мозг информацию об источнике света. К двум годам никакого сигнала уже не образуется – крыса в старости слепнет из-за дистрофии сетчатки и катаракты. Эксперимент показал, что крысы, которые с раннего возраста ежедневно получают немного препарата SkQ1, к двум годам не слепнут и демонстрируют прекрасную реакцию на свет. Кормить человека фосфоорганикой нам с ходу никто не разрешит, но если есть такой эффект на старение глаза, можно попытаться лечить только один орган – глаз. На это значительно проще получить разрешение Минздрава: вещество из глазных капель не проникает в остальной организм – вещества слишком мало. В небольших количествах мы добавили антиоксидант SkQ1 в глазные капли и назвали препарат «визомитин». На данный момент препарат зарегистрирован, и клинические исследования показали преимущество SkQ1 при лечении некоторых старческих болезней. Возможно, эффект объясняется только мощностью антиоксиданта нового типа. Этот вопрос открыт, но наша исходная гипотеза состояла в том, что препарат должен замедлять развитие старческих болезней, а это подтверждается. Сегодня мы можем похвастаться, что препарат продается в аптеках в России, вполне успешно завершены клинические исследования в США. Кстати, недавно мы выяснили, что некоторые дамы покупают наши глазные капли, чтобы мазать на кожу, потому что вещество замедляет старение. Поскольку консерванты, содержащиеся в глазных каплях, не очень хороши для кожи, мы сделали отдельный состав – косметическую сыворотку для замедления старения кожи и улучшения внешнего вида.

Самый интересный препарат, с которым мы работаем, – «пластомитин». Он содержит тот же антиоксидант для приема внутрь. Активное вещество должно проникнуть в митохондрии и замедлить старение, вылечить какие-то старческие болезни. Доказательством эффективности препарата мы будем заниматься в ближайшие годы.

Я не уверен, что мы правы и действительно сумеем замедлить старение, но все это выглядит так привлекательно, что, если мы не попытаемся, это будет настоящим преступлением. Гипотеза может подтвердиться, а может, как иногда бывает в биологии, выяснится, что все совсем не так. Но я надеюсь, рано или поздно голый землекоп примет человека в клуб нестареющих существ.

Ирина Прохорова – Литературовед, издатель, телеведущая.

Рискну предположить, что призрак гражданской войны, бродящий по России, порожден столкновением двух мировоззренческих принципов, двух разных ценностных систем координат, носителями которых являются, с одной стороны, приверженцы светского государства и сторонники традиционалистского, религиозного сознания – с другой.

Напомню, что в 14-й статье нашей Конституции черным по белому сказано, что Российская Федерация является светским государством, то есть такой системой управления, при которой церковь отделена от государства и все вопросы регулируются гражданскими институтами и на основе гражданских норм. (Мы часто употребляем понятие гражданского общества как синоним светского государства. В какой-то мере это оправдано тем, что сама идея гражданского общества вырастает из принципов светского государства: это высокая самоорганизация общества, образующего множество горизонтальных связей и независимого от прямого деспотического вмешательства власти.) Но как это водится в нашем любезном отечестве, реальность совсем не так однозначна. Будучи воспитанными на европейской культуре, оперируя политическим языком и социальными метафорами европейской истории, мы редко отдаем себе отчет, что в России никогда (за исключением двух постсоветских десятилетий) не было светского государства.

Императорская Россия была традиционалистской сословной абсолютистской империей с жестким диктатом церкви. Советская Россия, вопреки атеистической пропаганде и декларациям о равенстве и братстве, по сути представляла собой квазирелигиозное государство с агрессивной мессианской политической доктриной, коммунистической обрядовостью («святыми местами», священными праздниками, обожествлением вождя), подчинением культуры официальному стилю (соцреализму), а общества – партии и ее репрессивному аппарату[38]. Есть в российской истории модерного периода еще одна щекотливая тема – драматический опыт крепостничества, по сути, рабства. Наличие подобного архаического социального института в эпоху Нового времени, несомненно, было чрезвычайно болезненным социальным изъяном императорской России, стремившейся позиционировать себя на международной арене в качестве великой европейской державы. Посему вплоть до освобождения крестьян государство никогда не поощряло публичного оправдания или защиты крепостничества, предпочитая затушевывать этот вопрос.

Страстное обличение ужасов крепостного права, на котором строилась большевистская идеология, узурпировавшая модные для своего времени социалистические идеи справедливого переустройства общества, во многом была призвано скрыть подлинную природу установившегося режима – систему коллективного рабства (ГУЛАГ как экономическая модель, полное бесправие крестьянства, террор как способ тотального подчинения произволу правящей верхушки и так далее).

Принимая все эти исторические особенности во внимание, можно в полной мере понять, насколько сильно традиционалистское мышление укоренено в нашей культуре, как оно прямо или косвенно воспроизводится в образовании, воспитании, стиле жизни и как трудно формироваться светской системе ценностей в таком драматическом контексте.

Сторонники светского государства (либералы, западники, белоленточники, космополиты и так далее, – как кому больше нравится) часто склонны преувеличивать свою полную независимость от отечественной фундаменталистской традиции. О том, что эта уверенность во многом иллюзорна, свидетельствует сама история отмены крепостного права. Сошлюсь на очень познавательную книгу американского историка Янни Коцониса «Как крестьян делали отсталыми», в которой он, опираясь на труды многих российских ученых, убедительно показывает, что отечественное образованное сословие второй половины XIX – начала ХХ века, раздираемое, казалось бы, непримиримыми противоречиями между западниками и славянофилами, прогрессистами и консерваторами, реформаторами и традиционалистами, было парадоксальным образом единодушно в своих взглядах на крестьянство. Исповедуемый и внедряемый в общественное сознание ложный миф об отсталости крестьян, их неготовности к свободному владению землей, их исконной приверженности общинному строю предопределил специфику реформирования деревни в предреволюционной России.

Янни Коцонис – р. 1968 – Историк, профессор Нью-Йоркского университета, глава Центра Йордана по изучению России, специалист по политэкономии Росийской империи.

Между тем существовавший долгое время институт общины представлял собой ни что иное, как горизонтальную самоорганизацию крестьян в их защите от помещика и государства. Идеализация и абсолютизация общинного уклада привели к тому, что крестьянский вопрос так и не был эффективно решен в пореформенный период, что и привело к известным печальным последствиям. Советская власть, обманув крестьян и закрепостив их в колхозах, тоже активно внедряла в сознание людей сходную идею органичности коллективной (читай – общинной) жизни. Этот патерналистский миф о неготовности людей к частной инициативе, к самоорганизации, к политической зрелости благополучно дожил до наших дней и активно транслируется в общество с помощью официальных СМИ. К слову сказать, рассуждения о «тупости народа» – одна из любимых тем и в оппозиционном фейсбуке.

«Если отбросить все искажения советской историографии, очевидно, что история свободы в России существует».

Ирина Прохорова

Не стоит думать, что травма модернизации свойственна исключительно России, а Европа вошла в Новое время под звуки фанфар. Даже беглого взгляда на катаклизмы, сопровождавшие процессы общественных трансформаций, достаточно, чтобы убедиться, насколько наша страна вписана в европейскую историю, как бы о том ни сокрушались сторонники «особого пути». Европейская летопись модерности многих стран также содержит позорные страницы рабства и работорговли; церковный раскол в России в XVII веке происходил на фоне чудовищных религиозных войн между католиками и протестантами, сотрясавших Европу на протяжении XVI и XVII столетий и породивших глубокую травму в коллективном сознании. В XIX веке Россия вместе с Европой пережила драму наполеоновских войн, политических трансформаций и милитаризацию сознания. В прошлом столетии весь европейский континент был погружен в кровавую трагедию мировых и гражданских войн, варваризацию общественного устройства, тотальный сбой моральных и ценностных кодов. Россия вместе с Европой пережила также слом старых социальных барьеров, иерархий, уклада жизни, традиционных опор власти и престижа.

Так почему находящемуся в общеевропейском тренде российскому обществу до сих пор не хватает внутренних ресурсов для фундаментальной демократизации общественной жизни, для создания светского государства? Поделюсь с вами некоторыми своими размышлениями по сему поводу. В гуманитарной науке последних двух десятилетий стала очень популярна теория «множественных модерностей», которая исследует, как варьируются модернизационные сценарии в различных странах в зависимости от совокупности объективных и субъективных факторов.

Рассмотрим некоторые аспекты российской ситуации, связанные с историческими особенностями формирования коллективной и индивидуальной идентичности. Прежде всего это касается имперского синдрома, который столь ярко проявился в крымской эпопее. Разумеется, имперский комплекс характерен для многих западноевропейских стран. ХХ век был веком распада большинства империй; фантомные боли потерянных территорий до сих пор причиняют страдания уязвленной национальной гордости британцев, австрийцев, португальцев. Как утверждает известный шведский историк Петер Энглунд в книге «Полтава. Рассказ о гибели одной армии», Швеции потребовалось 250 лет, чтобы пережить горечь поражения в Полтавской битве, положившей конец имперским амбициям страны, и найти другую, в итоге более продуктивную модель развития.

Петер Энглунд – р. 1957 – Шведский историк, профессор, член Шведской академии. Автор популярной книги «“Полтава”. Рассказ о гибели одной армии», которая повысила интерес шведов к своей истории.

Страх распада преследует коллективное воображение российского общества, что позволяет путинскому режиму постоянно «закручивать гайки» под предлогом сохранения целостности страны. Благодаря этой имперской травме рациональный проект будущего, выдвинутый реформаторами 1990-х годов (федеративное устройство, торжество частной инициативы, интеграция в международное пространство, открытость границ), был легко подменен утопическим проектом восстановления великой Российской империи чуть ли не в границах 1913 года. Никакие разумные доводы о том, что мы нарушаем международное право, что нам и так хватает существующей и совершенно неосвоенной территории, не действуют на сознание людей, очарованных идеей бесконечного расширения пространства.

Интересное объяснение важнейшей черте российского имперского самосознания дал философ Александр Пятигорский. По его мнению, это «абсолютное преобладание идеи места, территории над идеей народа, в этом месте живущего», доктрина, окончательно сформировавшаяся в эпоху Александра I. Любить страну означает любить ее пространство и территорию, а не людей. Переживания уехавших из России в литературе, а потом и в фильмах сводятся к тоске по русским березкам, русскому полю и пейзажам – но не по людям. Этнос подменяется территорией, страна подменяется государством, стерегущим священные границы. Пятигорский сравнивает границу с магической линией, очерчивающей сакральное пространство: выходя за нее, оказываешься в чужом, враждебном окружении. Таким образом, территория как самоценность, не привязанная к судьбам и нуждам обитающих на ней людей, становится стержнем национального самосознания управляющей элиты, навязывающей эту систему ценностей обществу. Это объясняет безумную традицию считать отъезд или бегство из страны предательством родины. Во время Второй мировой войны советские военнопленные объявлялись без вести пропавшими, потому что с этой точки зрения были предателями: покинули родину, пожелав остаться живыми.

Александр Моисеевич Пятигорский – 1929–2009 – Русский философ, востоковед и писатель.

Подобная особенность имперского сознания диктует и специфическую концепцию истории, то есть особым образом формирует коллективную и индивидуальную память о прошлом.

Потаенность индивидуальной памяти становится основой существования человека в советском обществе. Советская Россия сформировала собственное отношение к индивидуальной боли, травме и горю. Начиная с конца 1920-х годов человек, не отвечавший критериям коллективности или отвергавший социально санкционированные нормы, рано или поздно начинал считаться ненормальным. Страх перед общественным позором и арестом вынуждал человека к коллективной жертвенности, к сокрытию своих чувств и мыслей, к молчаливому оплакиванию погибших и невинно осужденных.

Уход частной боли в подполье породил затяжной посттравматический стресс, который имел ряд долгоиграющих последствий. Именно хроническим посттравматическим синдромом можно объяснить неизменный успех погромных кампаний, легко возбуждаемую массовую истерию. Многие психологи и психиатры полагают, что «тюремная ментальность» в современной России – один из симптомов данного стресса.

Даже Великая Отечественная война, которая, казалось бы, позволяла открыто переживать утрату, не принесла обществу ожидаемого облегчения, поскольку официальная версия войны запрещала культивирование личной боли, поощряя исключительно героический миф о стойкости и несгибаемости советского человека. Травматическое столкновение двух типов памяти особенно наглядно проявилось в культурной мифологии блокады Ленинграда. (Яростная атака на телеканал «Дождь» есть ни что иное, как попытка блокировать обсуждение в публичном пространстве ужасных воспоминаний о голоде и потерях, сохранившихся на уровне личных впечатлений.)

Возвращаясь к советской культуре памяти и травме, ради справедливости следует отметить, что на протяжении долгого времени доминирование героического пафоса в описании мировых войн было свойственно и большинству европейских стран. Нацистская Германия и франкистская Испания культивировали сходные с советскими моделями репрессивные методики для подавления неугодной альтернативной памяти. Британский историк Кит Лоу приводит ряд примеров, как после Второй мировой войны одновременно в разных национальных сообществах складывалась новая коллективная идентичность на основе героического мифа о единстве и мужестве людей в борьбе с общим врагом. Эта редукционистская мифология возникла не столько в результате официальной пропаганды, сколько в качестве компенсаторного механизма оправдания многолетних страданий, а также подавления воспоминаний о собственных преступлениях, предательствах и нравственном падении в отчаянной борьбе за выживание. Однако в 1960-х годах национальная память во многих европейских странах становится более индивидуализированной и интернациональной. Дискредитированное героическое прошлое в Германии уступает место негативному прошлому, то есть памяти о преступлениях и чувству вины, которое ставит под вопрос монолитность коллективной идентичности.

Кит Лоу – р. 1970 – Британский писатель и историк. На русский язык переведена его книга «Жестокий континент. Европа после Второй мировой войны».

В России же советская модель героического прошлого пережила распад самого Советского Союза и удерживает лидирующие позиции до настоящего дня. Поток «жертвенной» литературы на волне перестройки в конце 1980-х годов был краткой приостановкой печальной традиции, и общество быстро отказалось от этой новой памяти, предпочтя ей привычный «возвышающий обман».

Менее всего мне бы хотелось, чтобы разговор о трагической российской истории и драматической современности поверг прогрессивно мыслящее общество в уныние и окончательно укрепил в мысли о том, что с этой несчастной страной ничего сделать нельзя. Это неправда; отчаяние и неверие в возможность позитивных перемен проистекают, как я пыталась показать, из нашей зависимости от официального имперского исторического канона. Общество продолжает жить в навязанных рамках сомнительных периодизаций, ложного пантеона героев, искривленной системы этических координат. Если мы хотим отстоять нарождающееся в последние десятилетия светское государство, то мы должны создать «другую» историю, бороться за альтернативное прошлое ради собственного будущего и будущего наших детей. Воздух свободы 1990-х годов сыграл с нами злую шутку: казалось, что дверь в мрачное тоталитарное царство навсегда захлопнулась и можно больше не заботиться о просвещении и гражданском воспитании. Запустив рыночные механизмы экономики, демократически настроенная часть общества не позаботилась о подведении прочного этического фундамента под новое социальное здание.

Это была фундаментальная интеллектуальная и мировоззренческая ошибка, и исправлять ее придется сейчас. Нам необходимо вернуться в прошлое и переосмыслить историю собственной страны, чтобы найти нужные слова и образы, делающие идеи свободного демократического устройства, светского государства и гражданского общества более привлекательными, нежели идея великой священной империи.

Иными словами, сторонникам «гражданских вольностей» нужна новая история свободы и созидания в противовес традиционалистской холопско-барской идиллии, подающейся как исторический мейнстрим. И такая традиция в истории модерной России существовало; в ней действуют огромное количество людей и социальных групп, боровшихся за гуманизацию общества, за гражданские и религиозные свободы, за свободу личной инициативы вопреки сопротивлению среды. Мы живем на фундаменте их деяний, раздумий, достижений, потерь, и явить их опыт городу и миру необходимо не только для восстановления исторической справедливости (что само по себе достойная задача), но и для поиска выхода из ментального тупика, в котором оказалась современная Россия.

Опыт постсоветского существования показывает, что российское общество необыкновенно креативно и адаптивно отвечает на вызовы модернизации; в тяжелейших условиях развала экономики и государственности в начале 1990-х годов оно сумело самоорганизоваться и не просто выжить, но и заложить основы нового социального устройства. Но как только государство встает с колен, оно сжимает общество в своих медвежьих объятиях, снова навязывая ему архаичную систему управления и социальных отношений. Почему общество в который раз не может дать отпор государственному произволу и защитить свою автономию от репрессивного давления? Прежде всего потому, что новые жизненные практики не получают символической легитимации в лице моральных оценок и исторических прецедентов.

Дело в том, что история свободы у нас изрядно скомпрометирована советской идеологией и историографией. Вся риторика советской власти представляла собой узурпированную риторику освободительного движения. Большевики использовали реальные фигуры из истории освободительной борьбы для оправдания режима, который ничего общего ни с демократией, ни со светским государством не имел. Люди, которые боролись за свободу, оказались дискредитированы, попав в советский пантеон, в искаженный и ложный контекст. Отсюда невероятно трудно апеллировать к традиции свободы, зашельмованной советским учебником истории. В этом смысле сторонники традиционалистского мышления оказываются в более выигрышном положении, опираясь на консервативных, а подчас и мракобесных философов (вроде идеологов евразийства), поскольку запрещенные к изучению в советские годы идеи и риторика консерваторов кажутся свежими и оригинальными на фоне изувеченных идей либеральных мыслителей.

Таким образом, парадокс нашего молодого гражданского общества состоит в том, что оно существует как бы «вопреки всему», то есть фактически незаконно с точки зрения нынешних официальных государственных и религиозных норм. Светской культуре явно не хватает весомых аргументов в защиту своих прав и свобод, способа и стиля жизни. Показательные процессы последнего десятилетия, начиная с дела Ходорковского, судьбы выставки «Осторожно, религия!» и кончая судами над Pussy Riot и участниками майской демонстрации 2012 года, показывают, что все экспертные оценки экономической эффективности предприятия, художественной значимости произведений, апелляции к Конституции и правам человека легко побиваются одним-единственным аргументом: оскорблением чувств верующих / ветеранов / простых граждан и так далее. Получается, что мораль и нравственность оказываются безраздельной собственностью авторитарной системы, а сторонники демократического, гражданского общества выступают в незавидной роли смутьянов, развратников, вольнодумцев – короче, «вольтерьянцев».

Здесь опять будет полезен европейский опыт попыток решения этой проблемы. В каком-то смысле мы сейчас находимся в западноевропейском XVIII веке, когда было жизненно необходимо сформулировать новую гуманистическую систему ценностей, сделать ее этической нормой для всего общества и тем самым оградить светскую культуру от клерикальных нападок. XVIII век был сложным переходным периодом в истории европейского модерного времени. После свирепых и изнурительных религиозных войн XVII века все интеллектуальные силы были направлены на осмысление и преодоление травматического опыта, на поиск основ нового социального порядка. Центральным нервом эпохи был поиск философской и нравственной легитимации нарождающегося светского общества.

Во Франции просветители-энциклопедисты развивают идею «республики словесности» и «гражданина мира»; в Германии великий философ Иммануил Кант исследует границы разума и опыта, а теоретик искусства Готхольд Лессинг размышляет о конфликте веры и догматов Священного писания; в Англии шотландский философ Дэвид Юм и экономист Адам Смит разрабатывают философию морали.

Готхольд Эфраим Лессинг – 1729–1781 – Немецкий поэт, философ и литературный критик, один из основоположников немецкого романтизма и просветительства.

Моралистические трактаты, споры о природе искусства и происхождении государства, столкновения научных и религиозных взглядов – все было подчинено выработке этического обоснования новой концепции человека: автономии от диктата государства и церкви, расширения гражданской и частной инициатив, преодоления сословных перегородок, свободы вероисповедания и так далее. И только в свете утверждения нравственности и «естественности» нового модуса существования становится понятной знаменитая метафора Адама Смита о «невидимой руке рынка». Это не универсальная отмычка для решения любых социальных проблем любого государства, как наивно полагали российские реформаторы начала 1990-х годов. Это один из экономических механизмов, приводимых в действие людьми, объединенными «сочувствием и симпатией» друг к другу, что позволяет ограничивать индивидуальный эгоизм и приумножать общественное благо.

Не имея под рукой убедительного набора собственной выстраданной социальной метафорики, сторонники светского государства вынуждены жонглировать заимствованным западноевропейским политическим лексиконом, вырывая его из исторического контекста, забывая, каким сложным и порой причудливым образом в разных странах складывалась своя социальная метафорика, описывающая новое общество: в одном случае «свобода-равенство-братство», в других – «невидимая рука рынка» и тому подобное. Не найдя понятных и убедительных для постсоветского общества аргументов для обоснования нового порядка вещей, мы оставили его без нравственных опор. Неудивительно, что дезориентированное и раздраженное общество охотно приняло привычную религиозную картину мира, услужливо предложенную путинским режимом.

Нам могут возразить, что в интеллектуальной истории России отсутствует западноевропейская рационалистическая философская традиция, что вековая российская авторитарно-тоталитарная политическая система вынуждала переносить обсуждение острых социальных проблем в сферу культуры, что привело к неразработанности политического понятийного аппарата. Что ж, это действительно так, но сказанное вовсе не означает, что мы не можем найти точки роста из критически переосмысленной многоликой традиции отечественной мысли.

В конце концов, мы живем в постмодерную эпоху, и на какой интеллектуальной платформе сформируется новое философско-историческое мышление, нам знать не дано. Произойдет ли интеллектуальный прорыв в результате нового постижения истории, или под влиянием естественно-научных идей, или посредством рождения нового художественного языка, или даже в процессе формирования нового религиозного миросозерцания, в сущности, какая разница. Главное, на мой взгляд, это осознание колоссальной ответственности, стоящей перед современным интеллектуальным сообществом, той огромной работы, которая ему предстоит для построения светского государства и гражданского общества.

Тяжелые времена – это прекрасное время для интенсивного мыслительного процесса. Так давайте же начнем работать!