«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 03 (10)

Bionic Tomer

Спонсор рубрики — ОАО “Трест Жилстрой-1” — современные технологии в строительстве

Через 10 лет в Китае построят город-башню, в котором будут жить 100 тысяч человек. Сооружение, созданное по законам архитектуры будущего и имитирующее природные конструкции, сможет противостоять пожару, наводнению, землетрясению и урагану.

Авторы проекта — испанцы Мариа Роза Сервера и Хавьер Пиоз, супруги. В 1979 году они организовали компанию по архитектурному проектированию «Сервера и Пиоз», а в 1985 году начали экспериментировать с так называемыми “динамическими структурами”.

Хавьер Пиоз и Роза Сервера

Хавьер был приверженцем учения о бионике, которое, кстати, появилось в Советской России в 20-30-х годах и долгое время было под запретом в СССР. Бионика, грубо говоря, предполагает отношение к природе, как к великому учителю и изобретателю. Сторонники бионики полагают, что всякое природное создание — будь то дерево или птица — представляет собой оптимизированную, с точки зрения выживания и функциональности, структуру.

Оказывается, в природе не существует однородных материалов: если посмотреть на дерево более пристально, то видно, что оно не состоит из единого монолита: оно меняется по мере того, как растет, внешние слои имеют совсем иную плотность, чем внутренние» ветви у земли — иную структуру, чем верхние, а корневая система постоянно изменяется. А что дома? Кирпичи — безжизненные, однообразные, непрочные и некрасивые.

Плодом исканий стала концепция “Бионического сооружения”, а также уникальный проект под названием “Вертикальный бионический город-башня” В 1997 году проект был впервые представлен общественности — на 3-й международной конференции по высотным сооружениям, которая проходила в Лондоне. С 1997 по 2001 годы архитекторы объездили весь мир со своим проектом, проводя презентации и читая лекции в Азии, Европе и Америке.

В результате первой страной, которая решилась на заключение контракта, стал Китай, который, кстати, в последнее время оказывается плацдармом многих футурологических и очень перспективных проектов. Итак, через 10 лег город-башня будет построена в Китае.

Кстати, на разработку и просчет всего проекта ушло около семи лет, и сейчас проводятся работы по адаптации проекта “под местность”, ну и, конечно, идет выбор собственно строительной площади — нужен как минимум один квадратный километр. Для эксперимента выбран Шанхай численность которого, по самым скромным подсчетам, через пару десятилетий достигнет 30 миллионов человек. Не исключено, что в этом колоссальном мегаполисе лет через 50 будут построены несколько подобных зданий.

Если смотреть на этот архитектурный эксперимент шире, становится очевидно, что $15… 18 миллиардов (это стоимость проекта) все-таки логичнее вкладывать в город башню, чем в создание лунной базы (китайской же, кстати)

Далее о том, что эта башня собой представляет. Немного цифр. Высота — более километра (1228 метров), 300 этажей. Общая площадь — 2 миллиона квадратных метров около 400 горизонтальных и вертикальных лифтов, скорость которых — 15 м/с, то есть с первого на последний этаж можно будет подняться в среднем за 2 минуты. Диаметр башни, который имеет форму кипариса, в самой широкой точке — 166 на 133 метра, у основания — 133 на 100. Город будет покоиться на искусственном плоском острове помещенном в искусственное же озеро. Искусственный остров у основания будет 1 км в диаметре, а озеро призвано амортизировать подземные толчки.

Основание башни будет помещено в искусственное озеро и соединено с “континентом”

Теперь — о философии бионической архитектуры и природном строении башни.

По словам самого архитектора, бионическая башня — это не нагромождение высотных зданий и этажей, это город в башне. То есть в монолитный снаружи “цилиндр” как бы помещается сложная ассиметричная структура. Главный принцип позаимствован у кипариса, причем в процессе строительства — по мере возведения этажей — будет пропорционально развиваться и основание города-дерева.

В интервью журналистам Пиоз рассказывает: «Механизм роста, точнее, набора высоты, мы позаимствовали у деревьев.

У кипариса в первую очередь. Его зеленая часть состоит из мелких чешуйчатых мембран, сквозь которые проходит ветер любой силы, а он и не шелохнется. Его корневая система заглублена всего на 50 сантиметров, но невероятно разветвлена и по своему строению напоминает губку. С каждым новым сантиметром ствола появляется, уходя чуть в сторону от уже существующего, новый отросток корня. Попробуйте сбить или выкорчевать кипарис — потребуются невероятные усилия».

Всего же в башне будет 12 вертикальных кварталов, в среднем по 80 метров в высоту каждый, а между ними — перекрытия-сдержки, которые станут своеобразной несущей конструкцией для каждого очередного уровневого квартала.

Дома в нем, естественно, разновысокие, окруженные вертикальными садами, и люди будут по нему передвигаться с полным ощущением внешнего пространства благодаря свету и воздуху.

Посреди каждого квартала будет искусственное озеро, а дома — двух типов: на внешнюю и внутреннюю стороны. Алюминиевая “гармошка” будет применена и при возведении свайного фундамента, опирающегося на землю и едва заглубленного в нее, и увеличении его “корневой системы” по мере набора высоты. Точно так же отрастают новые корни у дерева. Чем выше башня, тем прочнее становится фундамент: он “дышит”, не спрессовываясь.

Заселять башню можно будет по мере строительства — это не помешает первым гражданам “города-кипариса”.

По проекту, благодаря тому, что свет и воздух будут легко проникать сквозь башню (к сожалению, жители вертикального города не смогут открывать окна), сопротивление ветру и, как следствие, колебания будут сведены до минимума. Между тем известно, что на верхних этажах современных небоскребов колебания под воздействием порывов ветра довольно ощутимы.

Заселять башню можно будет по мере строительства — это никак не помешает первым гражданам “города-кипариса”

Важно и то, что множество изолирующих “кварталы” садов и озер послужат безопасности — каждый сегмент находится на значительном расстоянии от соседних, поэтому в случае, если здание протаранит самолет или начнется пожар, вся конструкция останется незыблемой.

Кроме того снаружи здание будет покрыто специальным воздухопроницаемым пластичным материалом, которое будет имитировать кожу или кору. Системы кондиционирования, которые будут создавать городской микроклимат, напомнят о теплорегулирующей функции кожи.

Заселение будет происходить постепенно — по мере строительства «кварталов», и уже сейчас ведутся разговоры о том, кто будет заниматься «расселением». Решено, что часть помещений будет передано под конторы чиновников и отели. В проекте будет участвовать около 50 компаний из трех стран, и Пиоз считает, что за 15 лет строительства это число увеличится как минимум вдвое.

Теперь традиционно попытаемся оценить, во-первых, реальность проекта, а, во вторых, препятствия, которые его ждут. Что касается «серьезности», то компания «Сервера и Пиоз» проектировала американский «Ситибанк», мадридскую мэрию, политехнический институт и «Банк Москвы».

Плюс 50 вовлеченных компаний и 20-летний опыт работы в архитектуре, а также поддержка на правительственном уровне (и в Испании, и в Китае) означает полный карт-бланш для проекта. Добавьте сюда скрытый авантюризм и амбиции китайцев и семилетнюю работу над проектированием одного только здания. Все серьезно и, что называется, «без дураков».

Следовательно, и препон быть не должно. Кроме… Кроме религиозных голосов, которые уже сейчас шепчутся о том, что это не иначе как Вавилонская башня — предвестница Апокалипсиса.

Модель “корневой системы" города-кипариса

Время и Вселенная

Юмашев В.Е.

В современных теориях пространства-времени время рассматривается как четвертое измерение, дополнительно к трем пространственным, и все эти измерения каким-то образом связаны между собой. Однако теории не объясняют физический смысл времени, и как оно связано с пространством.

Если время — измерение, то почему невозможно перемещаться во времени в каком-либо направлении с какой-либо скоростью?

Время непрерывно и его можно только отсчитывать относительно какого-либо выбранного начала отсчета. Вернуться к этому началу отсчета невозможно, как невозможно и забежать вперед относительно текущего момента времени.

Нам известны только некоторые свойства времени.

Но насколько эти свойства объективны и постоянны, и каким образом время влияет на процессы, происходящие в нашей Вселенной, неизвестно.

В данной работе сделана попытка по-новому взглянуть на понятие "время” и объяснить его физический смысл. При этом не отрицаются существующие законы, описывающие известные нам процессы Вселенной. Под временем подразумевается скорость хода часов в конкретной точке пространства.

Основными свойствами времени являются: длительность, неповторяемость и необратимость. Известно также, что в различных точках пространства скорость хода часов неодинакова и зависит от гравитационной массы, вблизи которой происходит измерение времени, и расстояния до нее. Кроме этого, время участвует практически во всех уравнениях, описывающих какое-либо движение или процесс, как множитель. Вот практически и все, что нам известно о времени.

Чтобы понять физический смысл времени, необходимо ответить на следующие основные вопросы:

Почему время непрерывно и однонаправленно?

Какая связь существует между временем и пространством?

Почему течение времени замедляется вблизи гравитационных масс и энергетических процессов? (Любой энергетический процесс можно выразить через массу или наоборот: Е = mс²).

Среди известных физических явлений и процессов непрерывностью и однонаправленностью при неизменных внешних условиях характеризуются физические поля, которые вызывают четыре вида фундаментальных взаимодействий в нашей Вселенной. Если провести аналогию, то можно предложить следующую гипотезу:

Время — это величина, характеризующая воздействие физического поля на всю нашу Вселенную.

Такое поле можно назвать хронополем, а темп хода часов является величиной, характеризующей напряженность хронополя, т. е. чем быстрее темп хода часов, тем больше напряженность хронополя.

Экспериментальные данные показывают, что по мере удаления от гравитационной массы темп хода часов возрастает. Следовательно, можно с уверенностью предположить, что на достаточно большом удалении от гравитационных масс и при отсутствии энергетических процессов напряженность хронополя будет наибольшей. Т. е. в вакууме, при отсутствии всех физических полей и вещества, плотность энергии хронополя будет максимальной. (Т. к. хронополе охватывает всю Вселенную, то имеет смысл говорить только о плотности его энергии в конкретной точке пространства).

Для определения максимальной плотности энергии хронополя примем за основу следующий постулат:

Энергия любого виде материи во Вселенной об разуется за счет энергии хронополя.

Таким образом, любой вид материи, обладающий внутренней энергией или энергией движения, а так же любой процесс, сопровождающийся выделением или поглощением энергии уменьшают энергию хронополя на соответствующую величину, что выражается в замедлении темпа хода часов. Если плотность энергии материи в какой-либо области пространства будет равна плотности энергии хронополя, то темп хода часов будет равен бесконечности, т. е. часы остановятся а напряженность хронополя буде равна нулю. Согласно существующим теориям строения Вселенной, такое явление должно происходить при образовании черной дыры. Плотность энергии хронополя равна плотности энергии черной дыры. Если принять, что критическая масса, при которой образуется черная дыра, составляет две-три солнечных масс, то плотность энергии хронополя будет равна ~ 10⁴⁵ Гэв/м³.

Влияние гравитационных масс на напряженность хронополя давно известно. Для изучения влияния энергетического процесса на хронополе можно провести следующий эксперимент. Необходимо взять двое часов (например два атомных стандарта частоты), ход которых будет синхронизирован. Затем вблизи одних из часов, провести какой-либо энергетический процесс (например, зажечь электрическую дугу), что приведет к замедлению их хода.

В качестве примечания необходимо отметить, что мысль о существовании во Вселенной «поля творения», энергия которого с течением времени переходит в энергию и массу элементарных частиц, уже высказывалась некоторыми учеными (P. Jordan).

Теперь попробуем ответить на вопрос: какая связь существует между хронополем и пространством, свободным от какого-либо вещества?

Опуская процесс вычислений и принимая ход времени непрерывным, получаем, что для того, чтобы обеспечивалось постоянство скорости света, каждому приращению времени должно соответствовать приращение пространственных координат, т. е. с течением времени происходит равномерное расширение пространства таким образом, что отношение приращения пространства к соответствующему приращению времени всегда постоянно и равно скорости света.

Следовательно, можно предположить, что основная работа хронополя заключается в расширении пространства нашей Вселенной. Косвенным подтверждением такого расширения является закон Хаббла: галактики удаляются друг от друга со скоростями пропорциональными расстоянию между ними. Это явление связано с тем, что не галактики убегают друг от друга, а увеличивается пространство (расстояние) между ними. Однако галактики имеют собственные скорости движения относительно расширяющегося пространства. Это может привести к тому, что соседние галактики могут сближаться, если их суммарная скорость движения превысит скорость расширения пространства. По этой же причине постоянная Хаббла носит усредненный характер и колеблется в пределах 50… 00 км/с Мпк.

Если предположение о хронополе и его воздействии на Вселенную верны, то возникает вопрос: откуда и куда расширяется наша Вселенная, т. е. из чего возникает и куда распространяется трехмерное пространство?

Из всех известных констант Вселенной можно выделить две абсолютные величины: скорость света в вакууме и абсолютный ноль температур по Кельвину. Согласно существующим законам природы материя не может существовать при температурах ниже абсолютного нуля температур или двигаться со скоростью выше скорости света. Эти две абсолютные величины и являются границами нашей Вселенной. Можно предположить, что расширение пространства идет из области, лежащей ниже абсолютного нуля температур, в область, где материя существует только при скоростях, больших скорости света. Эти области можно соответственно назвать подпространство и надпространство. Таким образом, чтобы покинуть нашу Вселенную, не нужно искать ее границ. Достаточно в любой точке пространства понизить температуру ниже абсолютного нуля температур или превысить скорость света, и мы очутимся за пределами нашей Вселенной. Но материя, которая существует в нашей Вселенной, не может существовать в подпространстве или надпространстве. Для этого она должна преобразоваться в другой вид материи, который будет соответствовать законам существования материи в этих областях. Можно только предположить, что энергетический уровень материи подпространства ниже энергетического уровня материи нашей Вселенной (Е = mс²), а в надпространстве значительно выше. Поэтому мы и не в состоянии наблюдать как подпространство, так и надпространство.

Несмотря на недоступность подпространства и надпространства нашему восприятию, можно обнаружить следы их воздействия на нашу Вселенную. Это воздействие должно быть равномерным, без какого-либо выделенного направления и соответствовать для подпространства — низким температурам и энергиям, а для надпространства — высоким скоростям и энергиям.

Из экспериментальных данных, полученных при исследовании космоса в радиодиапазоне, известно фоновое излучение, приходящее со всех направлений из космоса с одинаковой интенсивностью, температура которого соответствует 3°К. Хотя это излучение и называют «реликтовым», возможно, что оно и является результатом воздействия подпространства на нашу Вселенную, т. е. процесс расширения пространства из подпространства сопровождается низкотемпературным радиоизлучением.

В 1972 г. были открыты всплески гамма-лучей очень высокой мощности (~ 10⁴⁰ эрг). Вспышки равномерно распределены по небесной сфере без какого-либо выделенного направления. Эти вспышки могут быть следствием воздействия надпространства на нашу Вселенную при расширении пространства в область надпространства. К такому воздействию можно отнести и первичные космические лучи высоких энергий, которые также изотропны в пространстве и неизменны во времени. Целенаправленные исследования могут выявить и другие факторы воздействия подпространства и надпространства на машу Вселенную.

Рассмотрим вопрос: как расширяется пространство вблизи гравитационной массы? Согласно общей теории относительности, гравитационная масса вызывает «искривление» пространства, и за счет этого возникает гравитационное притяжение. С точки зрения воздействия хронополя на пространство, при наличии гравитационной массы (m) плотность энергии хронополя уменьшается на соответствующую величину Е = mс². Это приводит к тому, что вблизи гравитационной массы пространство расширяется медленней, чем вдали от нее. Именно за счет этого и возникает гравитационное притяжение, т. е. имеет смысл говорить не о «искривлении» пространства, а о его «разряжении». Тогда гравитационные волны будут представлять собой области пространства переменной «плотности», которые распространяются со скоростью света. Ход часов в области разряжения будет медленнее, чем за ее пределами. Чтобы обнаружить такие гравитационные волны, необходимо опять же синхронизировать двое часов и сравнивать их ход. При прохождении областей пространства переменной плотности часы будут попеременно замедляться. Сложность заключается в том, что часы должны быть удалены друг от друга на значительное расстояние, т. к. волны пространства переменной плотности распространяются со скоростью света.

Остаются невыясненными много вопросов: что является источником хронополя; сколько измерений в подпространстве и надпространстве; как происходит расширение пространства и т. п. Возможно, хронополе и возникает между двумя полюсами — надпространством и подпространством, и наша Вселенная размещена во времени. Ответы на эти вопросы позволят создать теорию хронополя, которая, скорее всего, и будет единой теорией, объединяющей все взаимодействия в нашей Вселенной.

Лев Кофман: — "Космология - это дом для всей физики"

Лев Кофман

Вопрос: Изначально освоение космоса стало возможным только благодаря мощному научному рывку. Но сейчас, кажется, космическая техника не просто «работает» на науку, а во многом определяет ее перспективы. До какой степени ученые-космологи зависимы от современного оборудования?

Ответ: Ваш вопрос о технологиях в космосе связан, прежде всего, с ближним космосом — спутниками и звездами. В 60-е годы это было во всех отношениях передовая научная область, определявшая пафос тех лет. Сейчас очевидно, что ситуация изменилась: человечество уже не так внимательно следит, сколько космонавтов выходят на орбиту, сколько времени они проводят в открытом космосе и т. д. На ум приходит история географических открытий в XVI веке, когда путешественники впервые обнаружили, что Земля огромна. Но вскоре, мы знаем, к этому все привыкли, и началось практическое освоение земного пространства. Так и теперь, космическое пространство, когда-то с восторгом открытое, превратилось в особенную реальность, эксплуатируемую людьми.

И если задаться вопросом о том, а необходимо ли это для науки как таковой, то надо помнить, что фундаментальная наука давно не ограничивается лабораторной физикой. Она в себя включает, в частности, космологию, и особенно физику ранней Вселенной. Мы (космологи) иногда в шутку называем Вселенную огромным ускорителем для бедных.

Вопрос: Почему?

Ответ: Что мы делаем на ускорителе? Мы разгоняем и сталкиваем частицы, чтобы они максимально сильно ударились друг об друга и разлетелись на осколки. Таким образом мы видим, из чего они устроены. Поиск элементарных частиц ведет нас к пониманию, как устроен мир. Но наши средства всегда ограничены, ведь мы не можем построить ускоритель больше размеров Земли. А в дальнем космосе те же самые процессы осуществляются «бесплатно» — там такие высокие температуры, которых мы ни представить, ни, тем более, воспроизвести не можем. Получается, что мы имеем дело с уникальным источником информации о физике элементарных частиц, гак как для ученых все средства хороши. Люди всегда будут интересоваться космологией в том смысле, в каком она дает ответы на фундаментальные вопросы. Современные астрономические средства, выведенные на орбиту, являются приборами, предназначенными изучать в том числе и фундаментальную физику. Обойтись без них сейчас невозможно.

Вопрос: Приведите, пожалуйста, конкретные примеры.

Ответ: Использование космических лабораторий и спутников, находящихся в Солнечной системе, началось не так давно. Яркий пример — это метровый телескоп имени Хаббла, который находится на спутнике, вращающемся вокруг Земли. Он был запущен в 90-е годы, и на сегодняшний день представляет собой богатейшую астрономическую обсерваторию, поскольку дал огромное количество новой информации. Там, где он летает, нет атмосферы, и значит, мы можем фотографировать интересующие нас объекты из телескопа гораздо меньших размеров, чем если бы мы их снимали на Земле. Есть планы делать телескопы следующего поколения для орбит, которые будут видеть еще дальше, чем сейчас.

Другой пример касается спутников, собирающих свет, но не только в оптическом интервале. Свет, мы знаем, имеет волны разной длины, хотя своими глазами мы видим лишь маленькую часть этого спектра. Некоторые разновидности, такие, как инфракрасный свет, мы чувствуем как теплоту. А есть более короткое, чем видимый свет, излучение — ультрафиолетовое. Но общая гамма на самом деле невероятно широка. Поэтому есть и рентгеновские телескопы, есть приборы для гамма-излучения, есть радио-телескопы, есть телескопы миллиметрового диапазона, обрабатывающие электромагнитное излучение длиной волны в миллиметр. Знаменитое космическое микроволновое излучение изучается именно такими телескопами. Прорыв в космологии, который произошел за последние 15 лет, как раз связан с тем, что были запущены спутники с телескопами, изучающими микроволновое космическое излучение. Впервые его наблюдали в знаменитом спутниковом проекте СОВЕ. В каком-то смысле наша фантазия занята тем, какие еще мы можем телескопы запустить в космос.

Это можно объяснить, но нельзя постигнуть.

Ното Sapiens не может не восхищаться этим творением Природы

Вопрос: Но не накладывает ли прямая зависимость от техники ограничение на научную фантазию? Сложилась парадоксальная ситуация: новая техника не только создается под конкретную научную задачу, а также ставит новые проблемы.

Ответ: Открытие анизотропии космического излучения как раз и имеет такую историю. Непонятно, что было раньше: теория или технология. Дело в том, что наше представление об устройстве Вселенной менялось. В 70-е годы XX века ученые думали, что Вселенная состоит из обычного вещества, которое может светиться. Для этой космологической модели предполагалось, что флуктуация (то есть максимальные отклонения) реликтового излучения на уровне 10^-3. Чтобы вы представляли: если мы возьмем биллиардный шарик и станем его царапать, то размер царапины был бы одна тысячная от размера этого шарика. Вот что означает малость этих неровностей. Соответственно строились телескопы, которыми предполагалось измерять флуктуации на этом уровне. Но они ничего не намерили. Затем сроились новые приборы, и тоже безрезультатно. Стало ясно, что данная модель устройства Вселенной несовершенна. Тогда в 80-е годы была предложена новая теория, включающая в себя скрытое вещество и предсказывающее неоднородности на уровне 1 к 10 тысячам. Правильная теория, оказывается, дает неоднородность на уровне 1 к 100 тысячам.

Вопрос: Чья это была идея?

Ответ: Точнее — это была целая цепочка разных моделей со скрытым веществом — «горячим» и «холодным». «Горячая» модель была предложена в СССР группой академика Я.Зельдовича, в которой участвовал и профессор С. Шандарин. А «холодная» модель была предложена канадскими и американскими учеными. В частности, мой коллега по институту профессор Дик Бонд придумал сами термины — «холодное» и «горячее» вещество. Теория с «горячим» веществом предсказывала флуктуацию 10^-4. Возвращаясь к примеру с биллиардным шаром: царапинки на нем были бы одна десятитысячная от радиуса. «Холодная» же модель подразумевала флуктуацию 10^-5. Но когда делали замеры, то сами флуктуации все равно не находили, а лишь предполагали верхние пределы — т. е. выше чего они быть не могут. В тот момент для ученых сложилась фрустрирующая ситуация. Наконец в 1992 году флуктуации были обнаружены на том уровне, который объяснялся моделью с «холодным» веществом. Правда, не самой ее экономичной версией — моделью, которая включала в себя так называемую «темную энергию». В то время физики не хотели вводить в оборот понятие «темной энергии», поскольку такие фундаментальные вещи не вводятся без глубоких причин. И уже в 1990-х годах стали накапливаться факты, которые убедили ученых в том, что ее (темную энергию) просто необходимо ввести.

Сейчас технические достижения используют для подтверждения еще одной теории — гравитационных волн. Их пытаются измерить на Земле, поскольку в данном случае атмосфера не помеха, но для этого требуется широкая (в буквальном смысле) база, и потому гравитационно-волновой телескоп должен быть очень большим. Сейчас такой наземный телескоп 4-х километровый, и больше его уже не сделать. А вот если вывезти на орбиту три спутника, то они образуют очень большой треугольник — 100 тыс. км (одна сторона), что дает нам новые возможности. Таким образом, планируется новый проект для измерения гравитационных волн.

Это можно объяснить, но нельзя постигнуть

Вопрос: Кто будет строить?

Ответ: Коллаборация, в которой лидируют американцы. В России есть группа Брагинского с мировой известностью. И в этом смысле нашей фантазии не надо идти дальше. Потому что тут есть куда двигаться. Эти проекты безусловно дадут научные открытия.

Вопрос: То есть такие патовые ситуации, как в физике элементарных частиц — когда могут направления закрыть, если ускоритель новый ничего не даст, так как денег больше не собрать — вам такие перспективы пока не грозят? Вам в буквальном смысле есть куда двигаться — Вселенная бесконечна?

Ответ: Да, нам ничего не грозит. Пока мы прогнозируем технологические проекты такого рода до 30-х годов XXI века.

Вопрос: В области космологии Америка сейчас безусловный лидер. А что собой представляет Канада?

Ответ: Канада — маленькая страна, всего 30 с небольшим миллионов жителей, но в области астрофизики она котируется под 3-м номером в мире. Уступая, кроме Штатов, пожалуй, только Англии. Одна из причин успеха Канады в этой области — вкладывание денег не в крупные проекты, а в людей. В Канаде мощные теоретические центры, которые требуют меньших денег, чем строительство больших научных инструментов, но от которых очень большой коэффициент полезного действия. Разумеется, Канада участвует во многих современных астрофизических проектах. Как и Россия, впрочем, поскольку имеет флот ракет, которые можно запускать на орбиту. Особенно тесны русские контакты с европейцами. Академик Рашид Сюняев, содиректор немецкого института астрофизики Макса Планка, осуществляет связь между русскими космическими технологиями и западными научными проектами.

Вопрос: Не так давно СМИ рассказывали о группе исследователей под руководством доктора Дипто Чакрабарти из Массачусетского технологического института (MIT).

Им удалось при помощи орбитального инфракрасного телескопа Спипщера открыть газопылевой (по всем признакам — протопланетный) диск у одного из объектов в созвездии Кассиопеи. Почему этого не видели раньше?

Ответ: Данный телескоп работает в инфракрасной области, он очень мощный и многое может увидеть. И данное открытие является как раз иллюстрацией новых технических возможностей. Люди научились различать такие диски. Они очень маленькие по сравнению с массой самой звезды, но ученые считают их забавными — ведь в них могут образовываться планетки.

Вопрос: А что указывает на то, что это именно протопланетный диск?

Ответ: Для этого надо вспомнить, как образуется нейтронная звезда. Взрывается сверхновая звезда, и большая часть ее огромной массы выбрасывается в открытое пространство. Тогда на прежнем месте остается сжатый объект. И если масса этого сжатого объекта больше некоторой физической массы, то образуется черная дыра, а если меньше — образуется нейтронная звезда. Нейтронная звезда — это маленькая звезда диаметром около 10 км и массой порядка Солнечной массы. Плотность — как в ядре атома или выше. Вот такой получается уникальный объект, но это еще не все — от взрыва сверхновой звезды остаются так называемые «дебри».

Космос — это не Хаос, а Порядок

Вопрос: Что это?

Ответ: Это пыль, состоящая из тяжелых элементов: углерода, кислорода, железа, водорода, гелия. Часть из них может притягиваться обратно к звезде. А поскольку звезда вращается, то дебри тоже будут увлечены этим вращением. И из-за центробежной силы во время вращения эти элементы превращаются в диск. Это универсальный механизм, можно сказать, что так же образуются звезды вроде Солнца или планетные системы вроде Солнечной. Любая протозвезда существует не в пустоте, а в среде из пыли и газа, и когда она сжимается и образует нормальную звезду, то ее всегда сопровождает процесс вращения, и она оказывается окруженной пылью и газом. Практически каждая звезда может иметь такой газо-пылевой диск. Потом он постепенно охлаждается, и в нем могут образовываться планеты. Так, мы предполагаем, наша солнечная система и образовалась.

Вопрос: Как вы можете прокомментировать компьютерное моделирование роста Вселенной, о котором рассказывалось в одном из номеров журнала Nature. Там ведь речь шла о том, что современные космологические структуры — галактики и их кластеры — формировались из газовых “пузырей”, которыми космос был наполнен спустя 300 млн. лет с момента Большого взрыва. И якобы произошло это все гораздо раньше, чем мы предполагали.

Ответ: Есть крупномасштабная структура Вселенной, в которой задействовано то, что больше всего может гравитировать (притягивать). Больше всего в ней скрытой темной материи. Хотя мы и не знаем ее микрофизику, но мы предполагаем, что она состоит из реликтовых осадочных частиц, оставшихся от ранней Вселенной. Частицы эти распределены неоднородно, они начинают стягиваться в объекты, которые изначально могут быть совсем малыми, потом объекты сливаются и образуют объекты большего размера. Возникает такое иерархическое скучивание. Наиболее впечатляющими будут скопления галактик темного вещества. Потом идут сами галактики — вроде нашей. Потом идут карликовые галактики. И так далее. И все это то, что мы могли бы различать, если бы имели «глаза», видящие темное вещество. Глаз таких у нас нет, но по гравитационным проявлениям мы можем судить насколько наше моделирование адекватно, и сейчас оно очень удачно. Когда мы видим, как пробные тела движутся в гравитационном поле, которое создается темным веществом, это подтверждает структуру этого скрытого темного вещества. Это первый слой. Но теперь мы добавим немножко вещества — те самые 4 процента во Вселенной, состоящие из протонов, нейтронов и электронов, которые уже могут светиться. Обычное вещество не доминирует по массе во Вселенной, но оно очень полезно. Из него состоят звезды. С другой стороны, физика обычного вещества сложней, там имеют место такие вещи, как ударные волны, охлаждения, излучения цвета. Это новый уровень. Космологическая парадигма состоит в том, что у нас доминирует темная материя, которая может быть неоднородной и образовывать гало галактики. Эти гало порождают гравитационное поле вокруг себя. Обычное светящееся вещество сваливается в это гравитационное поле, захватывается им. Гало в нашей галактике притягивает вещество ближе к центру. Но дальше возникает вопрос: и как буквально оно работает? Как внутри этого скопления вещества образуются звезды? Как буквально эти звезды вспыхивают, перемешивают химические элементы? Это сложные нелинейные задачи. А точность ответа на них зависит от уровня численного расчета, который включает в себя нелинейную физику светящегося Вещества. И прогресс состоит в том, чтобы компьютеры были более быстрыми и ловкими. Так что результаты, описываемые в упоминаемой вами статье, не изменили картину Вселенной, но существенно углубили.

Вопрос: А о каких пузырях там идет речь?

Ответ: Когда говорят о пузырях, которые образуются, то не имеют в виду гигантские пузыри между скоплениями галактик, а упоминают сравнительно маленькие пузыри — с точки зрения космологии — внутри нашей солнечной системы. Это такая своеобразная внутренняя структура в межзвездной среде. Авторы статьи утверждают, что они хорошо воспроизводят свойства так называемых эллиптических галактик (галактики делятся на спиральные и эллиптические). Спиральные галактики сплющенные и у них есть характерный узор спирали.

Вопрос: А как различать космологию и космогонию?

Ответ: Космогония — старое слово, относящееся к истории образования планетных систем и галактики. А космология — это наука о строении Вселенной в целом.

Вопрос: Кроме физики элементарных частиц, с какими еще научными дисциплинами космология непосредственно связана?

Ответ: В свое время астрономия привела к развитию физики, математики. В таком же смысле космология сегодня относится к физике элементарных частиц, к теории гравитации, к численному моделированию.

Вопрос: А не наоборот? Если раньше из астрономии рождались научные области, то сейчас космология питается новыми направлениями?

Ответ: Нет, не так. Если бы наша Земля была огорожена зеркальной оболочкой, и мы не видели, что происходит в космосе, мы не обнаружили бы темной материи, темной энергии, мы бы не знали, что вещества больше, чем антивещества и мы имели бы теоретическую картину в физике элементарных частиц, которая сильно отличалась от сегодняшней. Есть так называемая стандартная модель физики элементарных частиц, которая очень хороша, но внутри ее мы не можем объяснить темное вещество, мы не можем объяснить, почему нет антивещества в космосе, мы не можем объяснить сущность темной материи, а это очень обширная тема. Потому мы и ждем результатов большого адронного ускорителя в ЦЕРНе, что он как раз будет сталкивать частицы на энергиях, приближающихся к необходимым для образования скрытого вещества. Или, например, мы не можем объяснить так называемую инфляционную стадию очень ранней Вселенной. Каждая из этих причин очень серьезная проблема, заставляющая нас строить теорию вне стандартной модели. И все это диктуется астрофизикой и космологией. Они определяют физикам то, что является проблемой.

Так же космологией стали увлекаться люди, которые изучают теорию струн. Когда Вселенная была на эмбриональной стадии, и масштабы Вселенной были столь маленькими, то мы оказываемся на территории, где оперируют теорией струн. Нам нужно теперь учить теорию струн, а это захватывающе интересные вещи. Ведь теория струн формулируется не в 4-х измерениях, а в 10-ти. Мы должны постоянно учить новые вещи. Поэтому космология — это бесконечный источник новых физических задач. В каком-то смысле космология — дом для всей физики.

Вопрос: В этом одна из причин популярности космологии?

Ответ: Да. Есть наука живая и есть мертвая. Термодинамика, скажем, сделана в 19 — м веке и ничего в этой области не сделаешь. А интересно заниматься тем, что живо. Сейчас в космологию идет очень много молодежи в Америке, в Канаде и в Европе. Интересные ученые появляются в Испании, Португалии. Но, к сожалению, адекватного представительства от новой России в космологии на мировом научном горизонте не видно. Хотя все понимают, что наука интернациональна. И надо различать утечку мозгов, что само по себе не есть хорошо, и международное сотрудничество, что всегда замечательно.

Вопрос: История российской науки знавала периоды, когда становление российского ученого шло через иностранные школы — правда это было в XVIII веке…

Ответ: Нет, почему же, и в ХХ-м тоже. Наши физики-теоретики Ландау, Гямов провели немало времени на Западе. И еще мне кажется, что в России вообще недостаточно популяризируют историю космологии.

Вопрос: Это модный сюжет в западных научно-популярных СМИ?

Ответ: Чрезвычайно. Сейчас космологией интересуются все. Про черные дыры, про теорию струн снимаются фильмы, пишутся книжки. А ведь именно из России вышли такие ключевые в этой области фигуры, как Фридман, Гамов, Зельдович.

Вопрос: А сейчас где искать русские дарования?

Ответ: В лесу, конечно (смеется). Мы с коллегами всегда отслеживаем, где есть таланты. Я помню, будучи молодым студентом, я задумывался: как бы мне попасть к такому-то профессору? А сейчас я понимаю, что все наоборот — зрелый ученый задумывается о том, где бы ему найти талантливого молодого ассистента. Если серьезно, то остались личные связи. Мы постоянно напоминаем нашим друзьям в России, чтобы их ученики подавали на позиции на Западе, в частности у нас. В нашем институте, например, большую часть исследователей составляют так называемые «постдоки» (молодые люди, только что защитившие диссертацию). Мы получаем около 200 заявлений в год на эти позиции. Поэтому мне легко увидеть статистику — и качественную, и количественную. Молодым ученым из России необходимо больше ездить на конференции, смотреть, что происходит.

Вопрос: Но у них не так много для этого возможностей.

Ответ: Да, перестать финансировать фундаментальную науку там, где есть мощные традиции, — это просто преступление. В науке не может быть перерывов, она либо живет, либо умирает.

Динозавры все больше и больше

Грэхам Лоутон

Каждый сентябрь группа палеонтологов из Чикагского университета направляется в пустыню Тенере, расположенную в африканской стране Нигер, огромную пустынную область, простирающуюся между границей Алжира и Сахарой. Эта область настолько удалена от цивилизованных мест, что получила название “пустыня среди пустыни”. Для того, чтобы добраться туда, необходимо использовать грузовики повышенной проходимости, снабженные системой спутниковой навигации. Эта область не пользуется популярностью известного места раскопок динозавров, однако там можно найти новые удивительные виды этих ящеров. Эта группа палеонтологов не одинока. От Южной Америки и до Мадагаскара палеонтологи откапывают все новые и новые останки необычных динозавров, живших в третьей и последней части Эры динозавров, начиная с 144 миллионов и заканчивая 65 миллионами лет тому назад.

Те животные, которые откапываются в настоящее время, дают значительно более ясную информацию о том, как выглядел мир в последний период жизни динозавров. Оказывается, что сведения о последнем периоде их жизни до сих пор были очень неточными. Известные виды этих ящеров были найдены, в основном, в различных районах северного полушария. Ситуация напоминала ситуацию в зоологии, которая сложилась бы, если бы по раскопкам сумчатых в Австралии судили бы обо всем современном обилии млекопитающих.

Если открыть популярную книгу о динозаврах, то скорее всего, можно столкнуться с разделением всех видов этих ящеров на три основные категории, соответсвующие трем основным периодам жизни динозавров. Во-первых, был Триасовый период, когда жили примитивные формы, такие как Плагеозавр, или существо с гребнем на спине, напоминающим парус, и кривыми зубами, под названием Диметродон (в сущности, не рептилия, а предок современных млекопитающих). Затем был Юрский период, населенный знаменитыми ящерами, такими как ящероподобные длинношеие диплодоки, бронтозавры и брахиозавры, бронированный растительноядный Стегозавр и двенадцатиметровый хищник Аллозавр. Затем был последний Меловой период, населенный такими ящерами, как тиранозавр, трицератопс и прочими.

Но все эти широко известные ящеры в скором времени будут вынуждены посторониться. В соответствии с результатами исследований, которые проводят чикагские ученые, стандартная точка зрения на последний период жизни динозавров не учитывает изменения видового состава в зависимости от места обитания и основывается только на раскопках, произведенных в Северной Америке, Монголии и нескольких других местах. Раскопки динозавров в менее исследованных южных районах привели к удивительным результатам.

Так оказалось, что южные районы были населены настоящими гигантами. К примеру, в Африке существовал хищник с размерами больше, чем Тиранозавр. В Аргентине существовали две или три разновидности с еще большими размерами: один аргентинский ящер — Аргентинозавр — был наибольшим наземным животным, когда бы то ни было существовавшим на Земле! Его вес достигал 120 тонн! С другой стороны, на юге эволюция протекала медленнее, чем на севере. В то время как на севере появлялись все новые и новые формы, на южных континентах жизнь была более размеренной. Некоторые палеонтологи считают, что в конце эры динозавров на севере случилось что-то совсем необычное, тогда как на юге эти ящеры хотя и стали более совершенными, чем динозавры Юрского периода, но эволюционировали значительно медленнее.

Динозавры, которые были раскопаны в Нигере, были так необычны, что понадобилось почти два года, чтобы классифицировать их. Первым было найдено существо с гребнем на спине и зубами, похожими на зубы крокодила, которое рыбачило в реках Западной Африки сто миллионов лет тому назад. Затем ученые открыли примитивного длинношеего ящера, который был “живым ископаемым” уже сто миллионов лет тому назад, когда он бродил по африканским болотам. Фактически, он выглядел на сорок миллионов лет старше. Последним был Нигерзавр, загадочный растительноядный ящер с головой, похожей на лопату, и сотнями зубов, который выглядел удивительно причудливым даже для видавших виды палеонтологов. С другой стороны, в Африке отсутствовали типичные для более северных районов формы рептилий, так что в некотором смысле это был “затерянный мир”.

В течение основного времени существования динозавров все континенты были связаны друг с другом в один огромный материк, который назывался Пангея, и динозавры, которые эволюционировали в одной части мира, быстро распространялись в другие. К примеру, кости хищных аллозавров были найдены повсюду, — начиная с Соединенных Штатов и заканчивая Португалией, Австралией и Танзанией. Однако, в конце Юрского периода мир стал изменяться. Дрейф континентов разделил Пангею на две части, и 140 миллионов лет тому назад, суша разделилась на два континента. На севере возникла Лавразия, которая в настоящее время разделилась на Северную Америку и Евразию, на юге возникла Гондвана (Южная Америка, Африка, Мадагаскар, Индия, Австралия и Антарктика). Разлом континентов продолжался и после, расщепляя Лавразию на две части и дробя Гондвану на все более мелкие ломтики. После этого разлома континентов динозавры уже не могли свободно разгуливать по всему миру, и разные типы ящеров начали эволюционировать по-разному в различных частях суши. Наиболее серьезные различия были между Лавразией и Гондваной. Палеонтологи давно признали, что так следовало быть, однако до сих пор имели мало доказательств в поддержку этой гипотезы. Основное большинство исследователей удовлетворялись раскопками богатых меловых отложений останков в современной западной Северной Америке и восточной Азии, и только несколько исследователей интересовались южными областями. Всего только 10 лет тому назад все пять наиболее изученных типов фауны динозавров Мелового периода были найдены в Лавразии (США, Монголия, Китай и Великобритания). Ситуация изменилась в 1985 году, когда аргентинский палеонтолог Жозе Бонапарте выкопал двух новых плотоядных динозавров в Патагонии. Один их них, Карнотаурус, был в превосходном состоянии со скелетом, сохранившемся настолько, что его кожа оставила отпечатки в окружающих его камнях. Он жил в середине Мелового периода, около 100 миллионов лет тому назад, однако он не был похож на своих современников. Он имел рога над глазами, и этим объясняется его имя — бык-мясоед. Форма его черепной коробки (один из самых простых способов определения плотоядных ящеров) была необычной. В целом, он выглядел очень примитивным. Скелет другого вида, Абелизавра, был найден не в полном виде, однако он имел много общего с Карнотаурусом. Это открытие указывало на существование неизвестной группы плотоядных ящеров, бродящих но Аргентине примерно в то время, когда тиранозавр жил в северном полушарии. Фактически, Карнотаурус и Абелизавр были так необычны, что ученые определили их в полностью новую группу динозавров, абелизавриды, которая отделилась от главной группы плотоядных ящеров около 230 миллионов лет тому назад. Впоследствии абелизавриды были найдены в Индии и на Мадагаскаре.

Растительноядный Стегозавр

Патагония тем временем продолжала “выдавать” удивительных существ. В 1991 году Бонапарте вырыл Титанозавра, длинношее ящерицеподобное растительноядное существо длиной около 24 метров. Через два года он нашел еще одного представителя этого вида. Хотя выкопанный скелет был весьма фрагментарным, было ясно, что он принадлежал существу длиной около 45 метров, весящему около 100 тонн. Это было крупнейшее существо, когда-либо разгуливавшее по Земле. Бонапарте и его коллега, Рудольфо Кориа, назвали его Аргентинозавр. Сам Кория нашел несколько замечательных существ. Работая в 1995 году с другим палеонтологом, Леонардо Салгадо, он открыл хищника, который прославил патагонийских динозавров. Он выглядел похожим на Тиранозавра, но был больше. Гигантотаурус, как они его назвали, был длиной 14 метров — много больше, чем самый большой тиранозавр, который до этих раскопок считался самым большим хищником, жившим на Земле когда бы то ни было. Однако, Гигантотаурус проигрывал тиранозавру в одном отношении: его мозг был в два раза меньше. В марте того же года Кория и Филип Курье провозгласили открытие еще большего хищника. Эти открытия привели к неоспоримому выводу: в Южной Америке меловые динозавры были больше, глупее и примитивнее чем их северные современники. Наиболее изобильными травоядными были длинношеие ящерицеподобные существа, группа, которая вымерла в Лавразии в начале Мелового периода. В то же время наиболее обычными хищниками были абелизавриды, которые процветали на южном континенте» но отсутствовали на севере. На вершине пищевой пирамиды были огромные звери с мозгом, размером с горошину, типа Гигантогауруса, похожие на аллозавров более древнего времени.

Как сказал Кория, большинство динозавров Южной Америки были представлены формами огромного размера, и относящимися к примитивным видам, широко распространенным по всему земному шару в Юрский период. В Меловом периоде эти формы прожили на 50 миллионов лет дольше в Южном полушарии по сравнению с Северным полушарием, и таким образом Южное полушарие было “последним бастионом” исчезающих видов. Многие образцы, найденные в Патагонии, в дальнейшем были найдены в других местах. К примеру, абелизавриды были найдены в Индии, Мадагаскаре и в Африке. Титанозавры также были найдены по всему Южному полушарию. Как оказалось, повсюду в Южном полушарии были широко представлены ящерицеподобные формы динозавров. К примеру, в Африке, кроме титанозавров, были найдены две другие группы ящерицеподобных динозавров, таких как Нигерзавр. Хотя Нигерзавр и произошел от диплодока, неуклюжего ящерицеподобного динозавра Юрского периода, он выглядит весьма своеобразно. Это один из самых мелких ящерицеподобных динозавров, его длина составляет всего 15 метров. Его рот содержит около 600 зубов. Нигерзавр занимал ту же экологическую нишу, что и утконосые динозавры. Существуют некоторые свидетельства того, что подобные существа населяли также и Южную Америку. Нигерзавр был не единственной оригинальной африканской растительноядной формой. В 1999 году был открыт Лурдузавр (дословно: «тяжелая ящерица»). Он выглядел похожим на приземистого бегемота, с бочкообразной грудью, маленькой головой и мощными когтями. В Африке также водились большие хищники, похожие на южноамериканских. В 1993 году был откопан наилучший скелет хищника, когда бы то ни было найденного в Африке. Он был назван Афровенотор (дословно: «африканский охотник») и причислен к группе так называемых торвозавров. Они встречались во время Юрского периода, но, до африканской находки, были неизвестны в Меловом периоде. Двумя годами позже, в Марокко, были открыты еще два хищника. Один из них, Дельтадромеус, был стремительным и грациозным бегуном, который, как казалось, эволюционировал в изоляции в Африке. Другой, Кархародонтозавр («ящер с акульими зубами»), был плотоядный ящер, подобный ящерам Южной Америки. Подобно Гигантотаурусу, Кархародонтозавр был более 14 метров в длину и весил около 8 тонн. Затем в Нигере был найден торвозавр, названный Сухомимус, обладающий зубами, подобными зубам крокодила. Он был наиболее распространенным хищником в свое время, обладал удлиненным рылом, набитым крючкообразными зубами для ловли рыбы, и был 11 метров в длину. В 1998 году следы похожего существа были найдены в Марокко. В Южной Америке также был найден похожий рыбоядный ящер, названный Ирритатор Челлежери (имя происходит от английского “вызывающее раздражение”). Такое название этот ящер получил просто потому что любители-палеонтологи повредили единственный известный череп этого вида!

Кархародонтозавр — ящер с акульими зубами

Картины, возникающие при раскопках в Африке и Южной Америке, удивительно похожи. На обоих континентах были найдены гигантские ящерицеподобные динозавры и хищники, похожие на аллозавров, которые жили там долгое время после того, как эти группы рептилий вымерли в Лавразии. Также оба континента имели много ящеров странного вида, которые эволюционировали в изоляции, вызванной расщеплением Пангеи. Палеонтологи говорят, что они находили животных только этих двух разновидностей: реликтовых животных, которые выжили на южном континенте после расщепления Пангеи, и эндемичных животных, которые эволюционировали на южном континенте и не встречаются в других местах.

В этой теории эволюции динозавров встречаются, однако, некоторые сложности. Динозавры Австралии и Антарктики выглядят гораздо более похожими на динозавров Лавразии. К примеру, в 1998 году зуб утконосого динозавра был найден в меловых отложениях в Антарктиде. Гондванийские животные также были найдены и в Лавразии. Сухомимус, к примеру, имеет близкого европейского родственника, названного Барионикс и найденного в меловых отложениях на островах к югу от Англии. Оба этих животных настолько похожи, что могут принадлежать к одному и тому же виду. Более того, титанозавры были найдены и в Западной Европе, и в Северной Америке, и в Монголии. Одно из объяснений этих открытий состоит в том, что после разделен и я материков, время от времени возникали мосты между ними из-за изменения уровня моря, которые позволяли миграцию и взаимопроникновение различных видов. Другая возможность объяснения состоит просто в том, что найденных остатков еще недостаточно для того, чтобы представить полную картину. В любом случае, динозавры Северного полушария, даже такие известные как Тиранозавр, возможно представляют только малую часть населения Земли Мелового периода, и возможно, именно динозавры Южного полушария являются основными представителями племени динозавров в этот период.

Стекла в окнах души

По меньшей мере 10 миллионов человек во всем мире слепы из-за больных роговых оболочек глаза. Единственный способ помочь этим людям — пересадка роговицы от мертвого человека. Но это не самый надежный путь излечения. Теперь — появилась удивительная альтернатива.

Примерно 20 % пересаженных от мертвых доноров роговиц отторгаются реципиентами. Эту проблему могли бы решить искусственные роговицы, да только их создание оказалось задачей едва ли не более сложной, чем создание искусственного хрусталика. Потому творение американских ученых можно смело назвать переворотом в данной области.

Специалисты по инженерной химии и медики из университета Стэнфорда разработали искусственную роговицу, отличающуюся от всех прежних попыток создания таких материалов уникальными параметрами: как оптическими, так и биологическими. Тут надо сказать, что над искусственной роговицей работают независимо несколько групп в разных странах. Более того, есть даже образцы, уже применяющиеся в медицине. Однако, очевидно, свойства этих роговиц недостаточно хороши, ибо используют их в самых крайних случаях: как последнюю надежду, только тогда, когда отторжена роговица донорская. Стэнфордцы же надеются, что их творение заменит трансплантацию роговиц от трупов практически полностью. А это важно хотя бы из-за постоянной нехватки донорских органов.

Чтобы изготовить эту синтетическую роговицу, отличающуюся тончайшей выверенной структурой, авторы изобретения применяли последние достижения химии, наряду с фотолитографией

Столь крупное достижение стало возможным благодаря междисциплинарному подходу — исследования грех ученых соединили вместе химию, нанотехнологию, биологию и медицину. Команда, совершившая прорыв, — это инженер-химик Куртис Фрэнк, медик и химик-технолог Дэвид Мюн и офтальмолог Кристофер Та. Они создали необычный материал, получивший название Duoptix. Это гидрогель сложного состава, в котором доля воды может достигать 80 %, что идентично содержанию воды в человеческих тканях. В гидрогеле есть твердая фаза, и здесь это — спроектированная трехмерная сеть сложной формы. Причем авторы сплели в искусственной роговице два разных материала. Один из них — полиэтиленгликоль. Он сопротивляется накоплению поверхностных белков и воспалению ткани. Второй — полиакриловая кислота, которую авторы сравнивают с впитывающим воду материалом в подгузниках.

“Представьте себе рыболовную сеть, но трехмерную, — говорит Фрэнк. — Это прочный и эластичный материал”. Потому новая искусственная роговица прекрасно выдерживает процедуру имплантации — пришивание к глазу. Важно еще и то, что новый биологически совместимый гидрогель очень прозрачен и проницаем для питательных веществ, включая глюкозу, любимую “пищу” роговой оболочки.

Двойная структура полимерной роговицы придумана очень изящно. Центральный диск — чист и прозрачен. А окружающий его “гравированный” круг насыщен мельчайшими порами, приманивающими живые клетки из тканей, окружающих имплантат. Прибывающие клетки охотно размножаются и вырабатывают коллаген, надежно соединяющий вживленную искусственную роговицу с глазным яблоком пациента. А снаружи на диске роговицы вырастает тончайший слой прозрачных клеток эпителия.

Сначала американские ученые проверили гидрогель Duoptix на токсичность для живых клеток. Затем провели опыты по вживлению искусственной роговицы животным. В течение восьми недель после операции у животных не возникало никаких проблем с воспалением или отторжением имплантата. А материал синтетической роговицы остался совершенно прозрачным. Более длительные испытания — следующий шаг исследователей.

Кстати, преимущества новой роговицы 100 % биологической совместимостью и возможностью массового изготовления не исчерпываются. Искусственную роговицу можно сделать идеально выверенной формы, и работает она почти сразу.

Известно, что роговицы защищают глаза от пыли и микробов. Они также действуют как внешняя линза глаза, обеспечивая большую долю его суммарных оптических свойств. Понятно, что от удачных свойств искусственной роговицы будет зависеть ее успех в медицинской отрасли. Однако описание этого достижения и разъяснение его важности для медицины, выложенное на сайте университета, начинается не с оптики или биологии, а со слов: “Если глаза — “окна души”, роговые оболочки — стекла в этих окнах”.

Очень образно.

Добавить тут нечего.

Крупный снимок наглядно показывает, что новая роговица — не просто полимерный кружок, а настоящее произведение искусства

Колос российской истории

Седевич Ю.

Почти три века насчитывает историография Петровских реформ — великих преобразований, изменивших судьбу России и ее народов. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению по многим вопросам истории этих реформ. Одни историки считали, что реформы привели к полному и бесповоротному разрыву с прошлым, что своими грубыми действиями Петр прервал шедшую из глубины веков цепь исторической преемственности, нарушил органическое развитие России. Другие, наоборот, убеждены, что Петр Великий лишь реализовал те тенденции, которые были заложены в истории XVII в., и совершил преобразования, намеченные правительствами его предшественников.

Впрочем, эти, как и многие другие, вопросы истории реформ оставались и останутся до конца невыясненными. Практически все исследователи, за редким исключением, сходятся во мнении о выдающейся роли в реформах самого Петра и разделяют убеждение, что это был незаурядный, гениальный человек. Он оставил ярчайший след в истории и в памяти людей, которые его видели. Все в нем было необычайно: огромный рост, простота в одежде, поведении, разносторонние способности, масса симпатичных и отталкивающих черт характера, которые в совокупности делали его личность неординарной, привлекающей всеобщий интерес. Вот каким увидела Петра в августе 1697 г. ганноверская принцесса София, познакомившаяся с царем во время его первого заграничного путешествия по Европе: «Царь — высокий мужчина с прекрасным лицом, хорошо сложен, с большой быстротой ума, в ответах скор, жаль только, что ему недостает, при таких природных выгодах, полной светской утонченности. Мы скоро сели за стол. Его величество сел между мною и моей дочерью, а около нас посадил по переводчику. Мы были очень веселы, вели себя вольно, говорили свободно, и вскоре чрезвычайно подружились. Дочь моя и царь поменялись даже табакерками. Мы, правда, очень долго сидели за столом, но проводили время чрезвычайно приятно, потому что царь был очень весел и беспрерывно говорил. После обеда царь велел позвать своих скрипачей и мы стали танцевать. Он выучил нас танцевать по-московски, что гораздо милее и красивее, чем польский танец. Мы танцевали до четырех часов утра. [Петр] совершенно необыкновенный человек. Его нельзя описать и вообразить, а надо видеть. У него славное сердце и истинно благородные чувства. Он при нас совсем не пил, зато люди его — ужасно, когда мы уехали».

Петр I

А вот другой знакомый Петра — датский посланник Юст Юль — так описывает свое первое знакомство с необычайным властителем России: «Лишь только я, с подобающим почтением, представился царю, он немедля вступил со мною в такой дружеский разговор, что казалось, он был моим ровнею и знал меня много лет. Царь собственноручно передал мне стакан, чтоб пить вино. При нем не было ни канцлера, ни вице-канцлера, ни какого-нибудь тайного советника, была только свита из 8-ми или 10-ти человек. Он равным образом не вез с собою никаких путевых принадлежностей — на чем есть, в чем пить и на чем спать. Было при нем несколько бояр и князей, которых он держит в качестве шутов. Они орали, кричали, дудели, свистели, пели и курили в той самой комнате, где находился царь. А он беседовал то со мною, то с кем-либо другим, оставляя без внимания их оранье и крики, хотя нередко они обращались прямо к нему и кричали ему в уши».

Этому же автору принадлежит и одно из свидетельств о болезни Петра, которая преследовала его всю жизнь. «Мы проехали таким образом порядочный конец, как вдруг мимо нас во весь опор проскакал царь. Лицо его было чрезвычайно бледно, искажено и уродливо. Он делал различные страшные гримасы и движения головою, ртом, руками, плечами, кистями и ступнями. Затем царь остановил свою лошадь, но продолжал делать описываемые страшные гримасы, вертел головою, кривил рот, заводил глаза, подергивал руками и плечами и дрыгал взад и вперед ногами. Все окружавшие его в ту минуту важнейшие сановники были испуганы этим и никто не смел к нему подойти, так как все видели, что царь сердит и чем-то раздосадован. Описанные выше страшные движения и жесты царя доктора зовут конвульсиями. Они случаются с ним часто, преимущественно, когда он сердит, получил дурные вести, вообще, когда чем-нибудь недоволен или погружен в глубокую задумчивость. Нередко подобные подергивания в мускулах рук находят на него за столом, когда он ест, и если при этом он держит в руках вилку и ножик, то тычет ими по направлению к своему лицу, вселяя в присутствующих страх, как бы он не порезал или не поколол себе лица».

Современные врачи не в состоянии дать точный диагноз болезни Петра, но все они соглашаются с тем, что события раннего детства могли оказать сильнейшее воздействие на психику мальчика-царя, на глазах которого разъяренные стрельцы зверски убивали его ближайших родственников и приближенных.

Софья Алексеевна

Это произошло 15 мая 1682 г., когда вспыхнул стрелецкий бунт, и девятилетний Петр был выведен на крыльцо перед кровожадной толпой. Он видел, как ловили на копья толкаемых вниз с этого крыльца сторонников Нарышкиных — придворной группировки матери его Натальи Кирилловны. Стрелецкий мятеж был подготовлен усилиями семьи Милославских — родственников первой жены царя Алексея Михайловича — и преследовал цель изменить решение Боярской думы о передаче престола младшему сыну Петру Алексеевичу (от Н. К. Нарышкиной) «мимо» старшего — Ивана Алексеевича (от М. И. Милославской), которому исполнилось 18 лет.

Следствием бунта стало двоевластие Петра и Ивана, но фактически власть в это время находилась в руках их старшей сестры по линии Милославских Софьи Алексеевны — волевой, умной и честолюбивой женщины. Семья Нарышкиных вынуждена была покинуть Кремль и переселиться в подмосковное село Преображенское, в загородный дворец Алексея Михайловича. Страшные впечатления детства не забылись, да и юность Петра прошла в тревоге — Софья не оставляла надежд окончательно устранить своего брата-соперника, который в отличие от Ивана рос живым, бойким и любознательным мальчиком.

Его личность сформировалась под воздействием многих обстоятельств. Важно было, что уже в детстве он оказался вдали от церемонного Кремля, на свободе, среди лесов и полей, где предавался с увлечением военным играм, а потом и плаванию по воде. Ненависть к Софье и всему московскому придворному миру, который она символизировала, постепенно вылилась у Петра в полное отрицание традиционного уклада жизни, с которым долгое время связывалась потенциальная угроза его существованию.

Довольно рано Петр нашел альтернативу тому миру, в котором он родился и которого смертельно боялся. Неподалеку от Преображенского располагалась Немецкая слобода — Кокуй — место поселения иностранцев, служивших московским царям. Петр, привлеченный необычностью и непонятностью жизни иноземцев, стал часто наведываться в слободу, свел короткое знакомство с ее жителями, среди которых особо выделял Франца Лефорта и генерала Патрика Гордона. Интимные впечатления от знакомства с дочерью виноторговца Монса — Анной еще больше углубили разрыв Петра с «московской жизнью». И когда в 1689 г. группировке Нарышкиных удалось победить своих заклятых врагов Милославских, Софью заточили в монастырь. Царь же в то время продолжал жить так, как привык ранее — среди солдат, иностранцев, кораблестроителей, в делах, далеких от традиционных занятий русского монарха: на верфи у Переславского озера, в строю созданного им Преображенского полка, на валах построенной им «потешной» крепостицы.

Огромную роль в формировании личности Петра как реформатора сыграла длительная поездка по европейским столицам в 1697–1698 гг., предпринятая им в составе Русского посольства с целью найти союзников для антитурецкой коалиции. Петр ехал без официального статуса, инкогнито, он долго жил среди голландцев и англичан, работал на верфи, знакомился с образом жизни и достижениями европейских стран.

Уже тогда Петр исходил из того, что только он может знать потребности общества и людей, что только ему предназначено судьбой и Богом вывести Россию на путь европейской цивилизации. И он не жалел для этого сил, лично демонстрируя подданным, как нужно трудиться. Юст Юль, наблюдая практическую педагогику Петра, записал 10 декабря 1710 г.: «Достойно замечания, что, сделав все нужные распоряжения для поднятия форштевня на судне, царь снял перед стоявшим тут генералом-адмиралом шапку, спросил его, начинать ли, и только по получении утвердительного ответа снова надел ее, а затем принялся за свою работу. Такое почтение и послушание царь выказывал не только адмиралу, но и всем старшим по службе лицам, ибо сам он покамест шаутбенахт. Пожалуй, это может показаться смешным, но, по-моему мнению, в основании такого образа действий лежит здравое начало: царь собственным примером хочет показать прочим русским, как в служебных делах они должны быть почтительны и послушливы в отношении своего начальства».

Стрелецкий бунт

Более серьезную причину такого поведения видел другой наблюдатель — английский посланник Чарльз Уитворт, писавший в 1705 г. в своем донесении в Лондон: «Царь, находясь при своей армии, до сих пор не является ее начальником, он состоит только капитаном бомбардирской роты и несет все обязанности этого звания, а молодой царевич, сын его, числится солдатом в гвардейском Преображенском полку. Это, вероятно, делается с целью подать пример высшему дворянству, чтобы и оно трудом домогалось знакомства с военным делом, не воображая, как, по-видимому, воображало себе прежде, что может родиться полководцем, как родишься дворянином или князем».

Однако личного примера царя, его самоотверженной педагогики для достижения «общего блага» оказывалось недостаточно. Для этого была задействована вся машина государства, которое приобретало черты так называемого регулярного, полицейского государства, весь смысл деятельности которого сводился, во-первых, к изданию многочисленных и подробных законов, регламентов и инструкций, определяющих все стороны общественной и многие аспекты личной жизни подданных, и, во-вторых, к подробному и детальному наблюдению за исполнением этих законов и уставов с помощью полиции и других государственных учреждений. Вот как характеризует роль законов регулярного государства в тогдашнем обществе историк М.М. Богословский: «Подданный не только обязан был нести установленную указами службу государству, он должен был жить не иначе, как в жилище, построенном по указному чертежу, носить указное платье и обувь, предаваться указным увеселениям, указным порядком и в указных местах лечиться, в указных гробах хорониться и указным образом лежать на кладбище, предварительно очистив душу покаянием в указные сроки». В приведенном высказывании историка нет ни единого преувеличения — все подтверждается десятками указов, непрерывным потоком низвергавшихся на подданных Петра Великого.

Рассмотрим теперь важнейшие реформы Петра, осуществленные им в первой четверти XVIII в.

Огромное место в жизни Петра и России занимала война. Не успела закончиться в 1700 г. турецкая кампания, как началась Северная война, завершившаяся миром только в 1721. В этом промежутке была еще недолгая, но кровопролитная война с Турцией (1711 г.). Ништадтский договор 1721 г. принес стране мир до весны 1722 г., когда Петр развязал новую — Персидскую — войну, окончившуюся в 1723 г. Для ведения этих войн была нужна большая, хорошо вооруженная и обученная армия. И Петр необычайно много внимания уделил ее созданию и укреплению. Собственно, этим он занимался всю свою сознательную жизнь, начиная с той поры, когда в Преображенском в конце 80-х годов XVII в. возникли первые «потешные» полки, постепенно превратившиеся в костяк лучшей воинской части — гвардию.

Главный порок старой армии Петр видел в отсутствии «доброго порядка» и «регулярства», т. е. четкой организации, управления и обеспечения войск, солдаты которых обучались по современным уставам, содержались на средства государства и служили пожизненно. Первый шаг к «регулярству» был сделан еще в 1699 г., когда в армию стали набирать волонтеров из разных социальных слоев и сразу же создавать из них регулярные полки, В 1705 г. Петр делает следующий шаг в военной реформе: он издает указы о прекращении приема «вольницы» (добровольцев) и переходе к рекрутскому набору в пропорции с определенного числа крестьян. В итоге источник комплектования

становился практически неисчерпаемым. Созданная Петром рекрутская система функционировала в русской армии вплоть до 1874 г. — почти 170 лет. Это объяснялось существованием сельской общины, все члены которой несли ответственность за выставленного рекрута. Рекрутчина тяжело воспринималась народом: по рекрутам, уходившим из дома навсегда, плакали как по покойникам, по дороге в армию требовались надежная охрана, колодки и специальные помещения (станции), где рекрутов держали, чтобы они не смогли разбежаться.

Забор в рекруты

Этого Петру показалось мало, и в 1712 г. он издал указ, ставший символом государственной жестокости и вызвавший ужас у людей. В письме генералу Я.Ф. Долгорукому, руководившему рекрутскими наборами, царь предписал: «А для знаку рекрутам значить на левой руке, накалывать иглою кресты и натирать порохом. И сказать всех губерний в уездах явственно, в городах и по церквам, и на торгах, кто где увидит такого человека, который имеет на левой руке назначенный крест, чтоб их ловили и приводили в городы. А кто такого человека увидит и не приведет, и за такое противление оной непослушник высокого монаршаго указа будет истязай, яко изменник и беглец и может потерять все свое имение, и написан сам будет в рекруты. А для образца послать в губернии начертанные руки с назначенными крестами, каков образец вложен в сем письме». И действительно, образец наколки, прозванной в народе «печатью Антихриста», был приложен к указу и производил тягостное впечатление.

Квалергарды 1724 г.

Офицер Лейб-гвардии Семеновского Полка

Рядовой Лейб-гвардии Преображенского Полка.

Строительство флота, создание новой армии, сама война — все это привело к резкому увеличению работы государственных учреждений. Старый приказный аппарат, унаследованный Петром от своих предшественников, был совершенно не в состоянии вести, например, сложнейшее адмиралтейское дело. Поэтому довольно скоро было решено образовать два новых специальных приказа: Адмиралтейский и Военно-Морской. Возникали и другие приказы.

Однако с течением времени становилось ясно, что государственная машина приказного типа не выдерживает все возрастающей нагрузки, не справляется с задачами, которые ставил перед ней Петр. Первой отказала система местного управления — уездов, непосредственно подчиненных приказам. Тогдашние уезды охватывали огромные пространства, равные нескольким современным областям. Малочисленная же администрация их была не в состоянии выполнить всех распоряжений верховной власти, особенно когда речь шла о бесчисленных денежных, натуральных, отработочных, рекрутских повинностях местного населения. Следствием такого положения стало образование губерний — нового звена управления, возвышавшегося над уездами. В декабре 1707 г. появился соответствующий указ Петра: «Расписать города частьми, кроме тех, которые во 100 верстах от Москвы к Киеву, Смоленску, к Азову, к Казани и к Архангельскому».

В сущности Петром была проведена децентрализация управления. Новые руководители губерний, а ими стали ближайшие сподвижники Петра, сосредоточили в своих руках огромную власть сразу над несколькими старыми уездами, во главе которых теперь были поставлены коменданты. Многие приказы были ликвидированы, компетенции некоторых были ограничены Московской губернией.

К началу 1711 г. Петр обнаружил главный недостаток новой администрации — отсутствие центрального органа в системе губерний. Боярская дума (высшее правительственное учреждение XVII в.) перестала функционировать к 1704 г. Не доверяя боярам, царь заменил Думу так называемой Консилией министров — советом начальников важнейших приказов.

Новый цикл государственных преобразований начался в конце Северной войны и в связи с ее окончанием.

22 октября 1721 г. — в день самый торжественный для Петра, когда в Петербурге при огромном стечении народа торжественно праздновалось заключение Ништадтского мира, увенчавшего титанические усилия царя и его народа, Петр произнес речь, обдуманную задолго до этого дня. В этой торжественной речи на празднике Петр призывает россиян не обольщаться победою и крепить оборону. Но главное, он призывает их заботиться о «начатых разпорядках в государстве», имея в виду создание коллегиальной системы.

Создание коллегий было одной из серьезнейших проблем реформы. Задумывалась не просто очередная реорганизация аппарата управления, а новое строительство по иным, чем раньше, принципам. За образец Петр взял европейскую, в особенности шведскую систему центральных учреждений, действовавших на принципах камерализма. Это учение о бюрократическом управлении предусматривало четкое разделение отраслей управления на началах коллегиальности, жесткую регламентацию обязанностей чиновников, специализацию канцелярского труда, наконец, однообразие штатов и жалованья. Камеральная система управления явилась самым ярким воплощением регулирования государственной жизни.

Реформа государственного аппарата началась в 1717 г., когда Петр определил названия коллегий, их компетенцию, назначил президентов и обязал их набрать штат служащих. Наиболее интересен для нас указ от 12 декабря 1717 г., названный «Реестр коллегиям. О должности, что в которой управляти надлежит»: основными из них стали — Чужестранных дел, Камор (или казенных сборов), Юстиции, Ревизион, Воинская. А также Адмиралтейская, Коммерц-коллегия, Штате-контор, Берг и Мануфактур.

С 1722 г. была введена новая «Должность Сената», превратившая его в коллегиальное учреждение, своего рода суперколлегию, в которую поначалу включили президентов всех коллегий. В «Должности» определялся порядок работы этого учреждения: «1. Без согласия всего Сената ничто делать подобает, паче же ниже, что вершить возможно. 2. И надобно, чтобы всякие дела не в особливых домах или в беседах, но в Сенате вершить и в протокол введенным быть надлежит…». Наблюдение за порядком в Сенате поручалось генерал-прокурору — «оку государеву». Эту должность, заимствованную из Франции, занял ближайший сподвижник Петра — П.И. Ягужинский.

Осенью 1718 г. была начата податная реформа. Суть ее состояла в замене «двора» новой податной единицей — «душой мужеска полу». Указ Петра от 26 ноября 1718 г. гласил: «Взять скаски у всех (дав на год сроку), чтоб правдивые принесли, сколько у кого в которой деревни мужеска полу, объявя им то, что хто что утаит, то отдана будет тому, хто объявит о том». Сбор сказок — документов самоописи населения — был первым этапом реформы. На втором этапе специальные чиновники-ревизоры должны были проверить сказки, т. е. наличие населения, и распределить в соответствии с его количеством полки на постой. Почти сразу же податная реформа стала полицейской акцией. Проверка, которую стали называть ревизией населения, показала огромное количество беглых, ушедших с прежних мест жительства. И борьба с беглыми превратилась в одну из центральных задач финансовой реформы. Никогда ранее Россия не знала ни столь свирепого законодательства по борьбе с беглецами, ни подобных грандиозных масштабов этой борьбы. С мест были подняты буквально сотни тысяч людей, в том числе те, кто покинул прежние жилища или своего помещика в незапамятные времена. Причем высылка беглых осуществлялась по закону самими их держателями, которые в огромном количестве случаев попросту «выбивали» обнаруженных ревизорами беглецов из своих владений. Это привело к резкому усилению бегства на южные окраины страны (на Дон) и за границу, в Польшу.

Петр был истинным реформатором не только в государственной сфере, но и в социальной политике. После его реформ в стране перестали существовать одни и появились новые сословия. Так, до реформ сословие служилых людей состояло из двух главных групп: служилых «по отечеству», т. е. по происхождению, и «по прибору», т. е. по набору. Вершину пирамиды составляли думные чины — члены Боярской думы, а также стольники, стряпчие, дворяне московские и дворяне городовые. В служилые «по прибору» входили мелкие чины: пушкари, городовые казаки, затинщики. Границы между категориями служилых были весьма нечеткими, как и границы между служилыми вообще и податными — крестьянами и горожанами.

Петр, создавая новую армию, проводя в жизнь новые принципы службы, уничтожил сословие служилых людей. Делалось это постепенно, хотя и не так уж медленно. Для начала он перестал жаловать в бояре и другие боярские чины, так что к концу первого десятилетия Боярская дума фактически вымерла: ее составляли по преимуществу старцы. Одновременно Петр перестал жаловать в стольники — основной служилый чин XVII в. В итоге были подорваны источники формирования как высших, так и низших категорий служилых. В течение всего периода реформ происходил распад этой категории на две новые, социально различные группы: большая часть служилых «по отечеству» превратилась в шляхетство — дворянство, а меньшая (по преимуществу малосостоятельные служилые люди южных окраин, а также служилые «по прибору») — в категорию однодворцев, которые в свою очередь стали частью сословия государственных крестьян. Петровская эпоха обострила социальное неравенство, разделявшее московского боярина и тамбовского городового казака. Процесс распада единых по своей природе групп служилых людей при Петре пошел стремительно и был обусловлен как военной реформой, направленной на создание регулярной армии, так и новыми началами социальной политики.

Граф П. И. Ягужинский первый генерал-прокурор Сената

Светлейший князь А.Д. Меньшиков

Важнейшим, фундаментальным положением сословно-служилой реформы стало введение нового, отличного от прежних времен критерия службы. Принцип происхождения, знатности был заменен принципом личной выслуги. Петр не мог допустить, чтобы включение в служебную иерархию и продвижение по службе определялись не выслугой, т. е. заслугами перед царем и Отечеством, а происхождением — критерием, от царя не зависящим. Новый принцип резко усилил власть самодержца над дворянином, стимулировал образование нового военно-бюрократического корпуса военных и гражданских служащих, всецело зависящих от милостей монарха.

Взаимоотношения, субординация в новой чиновной системе регулировались знаменитой «Табелью о рангах», созданной Петром и его сподвижниками в 1722–1724 гг. на основе аналогичных западноевропейских документов. В сущности, Табель о рангах стала одним из важнейших документов русской истории, устанавливающих новую иерархию чинов, которые можно было получать только посредством личной службы, последовательно поднимаясь от одного чина к другому.

Создание нового сословия — дворянства — было закреплено и другими государственными актами Петра. Одним из важнейших был так называемый закон о майорате (указ от 23 марта 1714 г.), установивший принцип единонаследия, т. е. преимущества одного (старшего) сына при наследовании земельного владения отца. Традиционно принято считать, что указ 1714 г. способствовал закреплению земельной собственности за дворянством. Действительно, он покончил со старинным разделением земельных владений дворян на поместья — временные держания и вотчины — родовые владения. Но сам по себе указ преследовал иные цели: по замыслу реформатора, он должен был установить такой «порядок» в землевладении, который бы бесперебойно обеспечивал государство военными и гражданскими служащими из дворян и заставлял не получивших наследство идти на службу, чтобы добывать пропитание трудом. Именно поэтому и предполагалось запретить раздел отцовского имения между наследниками.

Петр аргументирует необходимость ограничения свободы распоряжения собственностью тем, что от постоянного дробления владений знатные роды разоряются: «А когда от… пяти по два сына будут, то по ста дворов достанется и тако далее умножаясь, в такую бедность придут, что сами однодворцами застать могут и знатная фамилия, вместо славы, поселяне будут, как уже много тех экземпелеров (образов) есть в Российском народе».

Еще важнее был для царя аргумент фискального свойства: доходы государства с мелких владений неизбежно будут падать, а крестьянские хозяйства нищать.

Весьма своеобразно складывались отношения Петра с церковью. Некоторые поступки царя заставляли людей сомневаться в истинности его веры, побуждали современников видеть в нем атеиста и даже антихриста. Сохранившиеся документы с несомненностью говорят: Петр был религиозен, но слишком рационален, и в этом смысле он сближался с протестантизмом. В его церковной политике самым главным было стремление подчинить церковь власти государства. В 1700 г., когда умер патриарх Адриан, среди писем, полученных Петром в связи с этим событием, было и письмо Алексея Курбатова — посадского человека, прожектера-прибыльщика, т. е. изобретателя прибыли для казны. Он писал царю, что патриаршая система управления церковью неэффективна и что с избранием нового патриарха продолжатся финансовые проблемы во взаимоотношениях с церковью. Не без интереса воспринял совет прибыльщика Петр: 16 декабря 1700 г. был назначен местоблюститель патриаршего престола Стефан Яворский, а 24 января 1701 г. — учрежден Монастырский приказ — светское учреждение по управлению церковными вотчимами. Деньги с монастырских крестьян и промыслов потекли теперь в государеву казну.

С началом коллежской реформы наступает один из тяжелейших периодов в истории Русской православной церкви, когда Петр приступил к «исправлению чина духовного». Реформа церковного управления теоретически была обоснована в Духовном регламенте 1721 г., написанном ближайшим сподвижником Петра архиепископом Феофаном Прокоповичем и его помощниками.

Архиепископ Феофан Прокопович

В Духовном регламенте Феофан доказывал недопустимость существования какой-либо духовной самостоятельной силы, кроме государственной, самодержавной. Искусными ссылками на историю он доказывал преимущества коллегиального (синодального) управления церковью в отличие от патриаршей власти.

С этих времен начинается так называемый синодальный период истории Русской православной церкви, которая полностью подчинилась светской, самодержавной власти. Петр много сделал для этого, начиная с «селекции» церковных иерархов, среди которых ценились только послушные ему, и кончая организацией управления церковью. Образованный в 1721 г. Синод (Духовная коллегия) не имел президента, и с тех пор вплоть до 1917 г. главой Русской православной церкви считался император.

Ликвидацией патриаршества и установлением власти «духовного и булатного патриархов» наведение регулярства в духовном сословии не кончилось. В 1722 г. были утверждены штаты церковнослужителей, и все, оказавшиеся «за штатами», записывались б подушный оклад. Это означало, что живущие на помещичьих землях становились крепостными. Весь мощный аппарат церкви, ее деятели активно использовались для пропаганды идей Петра. На церковь стали смотреть как на инструмент перевоспитания подданных в духе регулярного государства.

Петр редактировал духовные книги, проповеди, был цензором церковных изданий. Посещению прихожанами церкви царь также придавал особое значение. Для него это был не добровольный акт проникнутого верой человека, а обязанность подданного.

Наивен будет тот, кто подумает, что Петр такими, доступными ему средствами заботился о душах своих заблудших подданных, заставляя их исповедоваться перед отцом духовным. Все было проще и страшнее. Исповедь для верующего (а таких в XVIII в. было подавляющее большинство) всегда есть очищение, таинство, в котором человек признается перед священником (и в его лице — перед Богом) в своих проступках и получает отпущение грехов. Петр с точки зрения веры и свободы совести совершил кощунство: указом 17 мая 1722 г. Синод обязывал священников открывать властям тайну исповеди, если в признаниях прихожанина обнаружится состав государственного преступления.

Спор о вере

В какие определенные места нужно было доносить и приводить преступника, не указывалось, но каждый русский человек, вплоть до нынешнего поколения, знал это точно. Согласно указу священник должен был пройти весь путь доносчика и доказать преступление своего духовного сына в сыскном застенке. Чтобы у священника не было соблазна избежать исполнения этой стукаческой функции, Петр строго предупреждал: «А ежели кто из священников сего не исполнит и о вышеозначенном услышав, вскоре не объявит, тот без всякого милосердия, яко противник и таковым злодеям согласник, паче же государственных вредов прикрыватель, по лишении сана и имения, лишен будет и живота…!»

Кроме этого священник давал специальную клятву «…по охране интересов императора», вчитавшись в слова которой, мы понимаем, что тем самым священник, пастырь Божий, становился тайным агентом политической полиции. Эта практика, как известно, не прекратилась со смертью Петра и даже с отменой синодального управления церковью в 1919 г. Все эти меры, включая притеснение монашества, превращение монастырей в госпитали и дома престарелых для отставных солдат, преследовали одну вполне ясную цель — поставить под контроль государства не только церковь, но и глубоко личную, интимную область человеческого существования, уничтожить всякую возможность идеологической, религиозной, просто человеческой независимости или хотя бы автономии от всемогущей, всепроникающей, назойливой и бесцеремонной силы государства, которое лучше каждого отдельного человека знает, что для него полезно. Именно этими идеями руководствовался Петр, а с ним и Синод, запрещая монахам жить в уединении, иметь перо и бумагу, насильственно обращая в христианство язычников и мусульман, прощая смертный грех умышленного убийства за принятие христианской веры.

А как жестоко обходились со старообрядцами, которым вешали на спины специальную мету — лоскут красного цвета с желтой нашивкой, чтобы в толпе такой человек был всем виден, и каждый мог бы на него донести. Женам же раскольников предписывалось (естественно, под угрозой тяжкого штрафа и наказания) носить позорный головной убор — «шапки с рогами». Все это, как понимает читатель, делалось исключительно для пользы общества, идущего по пути к «общему благу».

Начало преобразований, как уже говорилось выше, было положено изменением внешнего вида подданных и летосчисления их жизни. Хронологической границей, отделившей старую жизнь от новой, стал 1700 год, когда был введен новый календарь с летосчислением от Рождества Христова, как и в большинстве стран Европы. Идея «регулярства», т. е. единообразия, унификации, шла от военной реформы, от военного начала, которое внедрялось и в гражданскую жизнь

Петр верил, что наведение в стране четкого военного порядка поможет победить не только внешних, но и внутренних врагов — тех, кто сопротивляется реформам, и тех, которые сидят внутри самого человека: лень, корысть, невежество. 1700 год ознаменовался не только первым празднованием Нового года, но и указом царя о новой форме одежды подданных.

Не менее строго наблюдали за поведением людей на улице, на работе, дома. Самый главный принцип состоял в том, чтобы все, абсолютно все были при деле: на службе, в тягле, в строю, в конторе. Петровское государство повело решительную, невиданную ранее по масштабам борьбу с «вольными и гулящими» — значительной категорией населения, временно или по каким-то причинам просто свободной от службы, тягла, крепостной зависимости. Уложение 1649 г. включало юридическое понятие «вольные люди». К концу XVII в. из «вольных» набирались наемные работные люди на фабрики, стройки. Благодаря им в России постепенно складывался рынок рабочей силы — необходимый элемент капиталистического развития. Петровская же эпоха уничтожила это понятие: вольный, свободный человек понимался однозначно как беглый либо вообще — преступник и подлежал аресту, наказанию и ссылке.

Даже убогие и нищие, не пригодные к службе или работе, не оставались на свободе, их надлежало помещать в богадельни. Зачастую богадельнями становились монастыри, обитатели которых были обязаны содержать эти заведения. Разумеется, подобные акции вызвали огромный поток беглых (в Сибирь, на запад, в южные пределы — на Дон). Один из ревизоров Азовской губернии, обнаружив пустые, брошенные села, писал в Петербург, что крестьяне ушли на Дон, так как «кроме Дона уйти некуда, ибо вольности такой во Всероссийском государстве, кроме оных мест, нигде нет».

Таким образом, ни один подданный не имел права покинуть места своего жительства и службы без паспорта в кармане с указанием срока и места выхода, со словесным портретом владельца. Каждое должностное лицо могло остановить такого подданного и потребовать у него паспорт. Но петровское государство хотело вовлечь в этот контроль не только полицейских, чиновников, военных, но и всех обывателей.

Петр. Навсегда — Первый

Так разными средствами создавалась великая империя, в течение жизни одного поколения занявшая важное место в системе международных отношений тогдашней Европы.

Мнения историков об итогах правления Петра I и его реформах разнятся диаметрально. Но наверняка большинство из них все же согласятся со словами известного российского историка 19 в. М.Н. Погодина о том, что «Нынешняя Россия, то есть Россия европейская, дипломатическая, политическая, военная, Россия коммерческая есть во многом произведение Петра Великого. Куда мы не оглянемся — везде встречаемся с этою колоссальною фигурою, которая бросает от себя тень на все наше прошедшее».

Суперсимметричный параллельный мир

Новиков В.

Идея о существовании параллельного мира владеет человеком с незапамятных времен. Пожалуй, впервые она посетила кроманьонцев. Они оставили тысячи наскальных рисунков, которые отражали их отношение к неведомым силам параллельного мира, того мира, куда уходят души усопших соплеменников и погибших на охоте животных. Позже потомки этих древних обитателей нашей планеты строили дольмены, пирамиды и мавзолеи с одной лишь целью — обеспечить общение с обитателями параллельного мира.

Жизнь современного человека, конечно, несравнимо более сложна и интересна, чем жизнь наших доисторических предков. И все-таки мы по-прежнему верим в существование параллельного мира. Называем мы его по-разному: загробный, потусторонний, мир высших сфер и др. Однако, так же как тысячи лет назад, и сейчас человек пытается установить контакт с этим миром. Священнослужители взывают к нему с амвонов и мечетей, а рефлексирующие интеллигенты используют для этой цели спиритические сеансы или обращаются за помощью к прославленным контактерам.

К сожалению, несмотря на многочисленные свидетельства об успешных “контактах”, существование параллельного мира оставалось вопросом веры. В него верили лишь приверженцы религиозных культов да любители фантастических произведений. К счастью, в последние годы положение начинает кардинально меняться в лучшую сторону. Академическая наука постепенно приходит к выводу о том, что невозможно объяснить и понять реальный окружающий нас мира без признания существования параллельного ему невидимого мира.

Все начиналось еще в двадцатых годах прошлого века, когда благодаря классическим работам польского физика Теодора Калуцы научный мир узнал о существовании многочисленных и невидимых измерений, которые проявляются в трехмерном пространстве в виде четырех фундаментальных типов сил: электромагнитные, гравитационные, сильные и слабые.

Калуца Герман Вейль (1885–1954)

Эти силы ответственны за поведение любых форм вещества от субатомных частиц до галактик и являются лишь различными проявлениями единого силового поля.

Например согласно Калуце электромагнитные взаимодействия представляют собой пульсации гравитационного скалярного поля, действующего в невидимом нами пятом дополнительном измерении.

Разумеется, наука всегда стремилась выявить родство и взаимосвязь различных видов сил в природе. Исторически первой единой теорией поля были уравнения Максвелла, созданные им в 50-х годах XIX в. Эти уравнения объединили электрические и магнитные силы в единую теорию электромагнитных взаимодействий.

Важным свойством этой теории является наличие в ней калибровочной симметрии. Например, если электрический заряд движется в электрическом поле, то затрачиваемая им энергия зависит только от разности потенциалов между конечной и начальной точками его движения. При этом если к системе приложить дополнительное постоянное напряжение, то энергия, затрачиваемая на перемещение электрического заряда в поле, не изменится.

Любая симметрия является отражением какого-либо закона сохранения. При калибровочной симметрии происходит “калибровка”, т. е. изменения масштаба, однако при этом сохраняются все пропорции и соотношения между различными элементами системы.

Эта симметрия, известная также под названием калибровочной инвариантности, была обнаружена очень давно — еще со времен первых исследований электромагнитных явлений. Однако вначале ей не придавали большого значения.

Затем интерес к ней пробудился, особенно после работ немецкого физика Германа Вейля (“крестного отца” этого типа симметрии). Однако лишь после успехов в создании теории объединенного электрослабого взаимодействия и квантовой хромодинамики — теории сильного взаимодействия — среди специалистов возникло убеждение, что калибровочная инвариантность и есть основной динамический принцип при создании единой теории поля (магистральный путь объединения всех взаимодействий в природе).

Теодор Франц Эдуард (1885–1955)

Сравнительно недавно существовала лишь одна калибровочная теория — квантовая электродинамика. Объединение в 1967 году слабого и электромагнитного взаимодействия (теория Глешоу-Вайнберга-Салама) привело к тому, что рассматриваемая ранее изолированно некалибровочная теория слабого взаимодействия оказалась лишь частью целого — красивой калибровочной теории электрослабого взаимодействия. В 70-х годах была создана калибровочная теория сильного ядерного взаимодействия на базе объединения теории кварков М.Гелмана и Г.Цвейга с калибровочными уравнениями Ч.Янга и Ф.Милса.

В 1954 г. работающие в США физики Ч.Янг и Ф.Милс создали новый тип уравнений, описывающих безмассовые ноля на основе калибровочного принципа.

Но поскольку единственной в те времена известной безмассовой частицей-переносчиком взаимодействия был фотон — основная частица электромагнитного взаимодействия, то уравнения Янга-Милса посчитали физико-математической экзотикой. Однако позже оказалось, что теория Янга-Милса составляет основу интерпретации взаимодействия кварков. По аналогии с квантовой электродинамикой она получила название квантовой хромодинамики. Замена “электро” на “хромо” объясняется тем, что кварки (как и любые сильно взаимодействующие внутри нуклонов частицы) обладают “цветовым” (chromo) зарядом. Подобно тому, как электроны и протоны характеризуются электрическим зарядом.

С появлением квантовой хромодинамики возникли реальные предпосылки для создания единой теории калибровочных полей электрослабых и сильных взаимодействий. В 1973 г. Шелдон Гленшоу и Говард Джоржи первые выдвинули подобную теорию — Теорию Великого объединения (ТВО).

М. Гелман (род. 15 сентября 1929)

Шелдон Глашоу (род. 5 декабря 1932)

Говард Джоржы; (род. 1947)

Итак, квантовая электродинамика, теория электрослабого взаимодействия, квантовая хромодинамика и ТВО базируются на принципе калибровочной инвариантности. Именно поэтому калибровочная симметрия является базисом будущей единой теории всех взаимодействий, включая и гравитационное.

Второй основой единой теории является многомерность взаимодействий. Хотя идея многомерности и была введена Калуцей в научную практику еще в 1921 г., но затем о ней основательно забыли. Ее исключительно эффективная реставрация произошла лишь через полстолетия, в середине 70-х годов, после появления теории суперсимметрии — теории, которая объединила все существующие взаимодействия в природе, включая гравитацию.

Теория суперсимметрии — это последнее достижение, венчающее долгий поиск единства в физике. Единства не только различных силовых полей, но и вещества. Она дает ответ: как объединить все четыре фундаментальных взаимодействия в едином силовом поле; как объяснить существование всех фундаментальных частиц и как устроен параллельный мир, его свойства и взаимоотношения с нашим миром. На все эти вопросы она дает исчерпывающие ответы.

Физики, которые пытались объединять гравитацию с другими фундаментальными взаимодействиями, пришли к захватывающему предсказанию: у каждой фундаментальной материальной частицы должна существовать и массивная, материальная “тень” этой частицы, выступающая в роли партнера. Это родство между материальными частицами и получило название суперсимметрии.

До сегодняшнего дня ни одна суперсимметричная частица еще не найдена, но в настоящее время проводятся опыты в ЦЕРНе и в Фермиевском институте, с помощью которых могли бы подтверждаться суперсимметричные частицы

Все фундаментальные взаимодействия и частицы объединяются в ней на базе использования всеобъемлющей калибровочной симметрии — суперсимметрии. Причем фундаментальные частицы описываются суперсимметрией и поэтому необходимы для ее поддержания. Все частицы “реального” мира имеют суперпартнеров, отличающихся от них спинами (разница составляет L/2). Вместе они составляют суиерсиммегричный мир, состоящий из обычного мира обычных частиц и мира параллельного нашему “реальному” миру. Слово “реальный” взято здесь в кавычки, поскольку и параллельный мир частиц-суперпартнеров также реален (хотя и невидим), как и мир обычных частиц.

Математически суперсимметрия объединяет глобальную калибровочную симметрию с дополнительными измерениями, а физически соответствует превращению фермиона в бозон и наоборот. Следует пояснить, что фермионами в физике называют частицы, которые имеют полуцелый спин. Все кварки и лептоны имеют спин, равный 1/2, и относятся к фермионам. К другому классу частиц относятся бозоны — частицы, которые либо вообще не имеют спина (т. е. их спин равен нулю), как, например, частица Хиггса, либо имеют целочисленный спин. К последним наряду с фотоном относятся W- и Z-бозоны (все они имеют спин 1) и гравитон (спин 2).

Принципиальные различия в физических свойствах фермионов и бозонов связаны с тем, что все переносчики взаимодействий — бозоны, тогда как кварки и лептоны — ферм ионы. Поэтому бозоны принято ассоциировать с полем, а фермионы с веществом. Разумеется, в нашем реальном мире между ними существуют кардинальные различия. Однако теоретики считают, что в начале эволюции Вселенной, в первые минуты ее рождения существовали такие огромные температуры, что бозоны и фермионы постоянно превращались друг в друга. В настоящее время такие переходы невозможны.

Оба мира, наш и суперсимметричный параллельный (суперпараллельный), никак не взаимодействуют между собой. Для их взаимодействия необходимы общие переносчики. Например, чтобы увидеть суперпараллельный мир, наш глаз должен воспринимать “фотино”, которые излучает “Солнце” параллельного мира.

Суперпартнеры ферм ионов нашего мира имеют спин 0, и их названия образуются из названий обычных частице помощью приставки “с”. Например, электрон и кварки со спинами 1/2 имеют суперпартнеров с нулевым спином — сэлекгрон и скварки соответственно. Суперпартнеры бозонов, имеющие спин 1/2, получили свои названия путем добавления суффикса “ино” к корню названия обычной частицы. Например, суперпартнером фотона будет частица со спином 1/2 — фотино. Глюону соответствует — глюино, W-бозону — вино и Z-бозону — зино. Таким образом, в мире суперпартнеров существует полный исчерпывающий набор частиц и полей.

При этом, согласно принципу суперсимметрии, всуперсимметричном параллельном мире между частицами и полями сохраняются те же соотношения, что и между частицами и полями реального мира. Суперпараллельный мир никак не взаимодействует с нашим, поскольку не существует общих переносчиков взаимодействий. Его свойства проявляются только в скрытых от нас суперпараллельных измерениях. В определенном смысле это является дальнейшим развитием теории Калуцы о существовании дополнительных измерений.

До возникновения суперсимметрии физические теории рассматривались лишь как модели, которые приближенно описывают реальность. По мере совершенствования этих моделей согласие теории с реальностью улучшалось. Теперь же большинство физиков уверено, что суперсимметрия и есть сама реальность, что эта модель идеально согласуется с реальным миром. Ее создание впервые позволило включить в единое поле гравитацию, описание которой на языке суперсимметрии получило название “супергравитации”. От обычной гравитации она отличается тем, что здесь наряду с гравитоном — обычным переносчиком гравитационного взаимодействия со спином 2 — существует в суперпараллельном мире “гравитино”, частица со спином 3/2.

Таким образом, хотя суперпараллельный мир существует в том же пространстве, что и наш, однако он никак не взаимодействует с нашим. У нас нет с ним общих переносчиков взаимодействий, которые позволяли бы обнаруживать проявление суперпараллельного мира. Это кажется удивительным, но необходимо понять, что практически любые объекты нашего мира по существу представляют собой пустоту, лишь с редкими вкраплениями элементарных частиц. Вещество даже в массивных объектах из металла и камня занимает миллиардные доли объема. Остальное — безбрежная пустыня вакуума. В этой безбрежной пустыне могут одновременно существовать и наш и суперсимметричный параллельный мир. Они проникают друг в друга, занимают единый объем пространства, но никак не взаимодействуют между собой. Мы можем посетить суперпараллельный мир, если только затратим для этого колоссальное количество энергии. Пока это не осуществимо. Однако мы можем и сейчас узнать некоторые его свойства.

Теория суперсимметрии утверждает, что частицы-двойники параллельного мира значительно массивнее наших. Однако все взаимодействия в параллельном мире эквивалентны нашим. Также светит солнце, плещут волны и птицы летают в облаках суперпараллельной планеты. Подобно нашему миру, в суперпараллельном сохраняются фундаментальные соотношения и константы. Например, так же как в нашем мире, фундаментальная безразмерная электромагнитная константа параллельного мира “а” прямо пропорциональна заряду электрона и обратно пропорциональна максимально возможной скорости взаимодействия. Все безразмерные соотношения при переходе в параллельный мир остаются неизменными. В этом и заключается, собственно говоря, суперсимметрия. Отсюда, зная примерно массы и спины частиц параллельного мира, можно вычислить остальные его параметры.

Согласно расчетам теоретиков, масса протонов в параллельном мире примерно в 200 раз, электрический заряд в 6 раз, а максимальная скорость взаимодействия в 14 раз больше, чем в нашем. Мир параллельных планет и галактик значительно разреженней нашего мира. Суперсимметричный параллельный мир во всем похож на наш, но абсолютные значения масс его частиц, энергий и скоростей значительно больше, чем в нашем мире. Поэтому, когда мы сможем преодолеть энергетический барьер и перейти в параллельный мир, то сможем путешествовать в нем в 14 раз быстрее, чем в нашем мире.

Хотелось бы, однако, предостеречь от смешивания понятий параллельный мир и мир античастиц. Античастицы реально существуют в нашем мире. Они обнаруживаются детекторами при возникновении в ходе физических реакций. Уже исследованы не только элементарные античастицы, но и целые атомы, собранные из них. В суперпараллельном же мире также существуют свои “суперпараллсльные” античастицы, которые все включены в теорию суперсимметрии.

Итак, чтобы познать новый неизведанный мир, в будущем необязательно лететь к далеким звездным системам. Можно будет попадать в суперсимметричный параллельный мир, как говорится, не сходя с места. Для этого только нужно будет с помощью мощных энергетических установок стимулировать превращение объекта нашего мира в вещество суперпараллельного мира, т. е. осуществить операцию суперсимметрии.

Может ли быть симметрично-параллельный мир также красив?

Разумеется, никто не сможет гарантировать, что экспедиция из нашего мира попадет в параллельном мире сразу в комфортные условия, подобные, например, тем, которые существуют у нас в субтропиках. Поэтому необходимо будет вначале осуществить беспилотное зондирование параллельного мира и определить оптимальные пункты входа в него.

Возможно, вначале зонд попадет в пустое космическое пространство или в раскаленную плазму “Солнца” суперпараллельного мира, а может быть, экспедиция землян попадет в цивилизованный но враждебный мир, и мы сами в свою очередь подвергнемся нашествию его обитателей. В этом случае экспедиции в суперсимметричный параллельный мир обогатят наши военные знания и дадут мощный толчок развитию военных технологий. Станет возможным невидимое проникновение вглубь обороны противника, возникновение “ниоткуда” летящих боеголовок и исчезновение в “никуда” боевых кораблей. Ни одна страна нашего мира не будет застрахована от внезапных сокрушительных нападений через пространство параллельного суперсимметричного мира.

Можно также будет использовать пространство параллельного мира для ускорения путешествия в нашем мире. Для этого нужно будет проникать в пространство суперсимметричного мира и путешествовать гам с огромными скоростями, а затем выходить в заданной точке нашего мира. Максимальная абсолютная скорость взаимодействия в суперпараллельном мире во много раз больше, чем в нашем. Поэтому реальная скорость перемещения в нашем мире будет в несколько раз больше скорости света.

В заключение необходимо сказать, что теория суперсимметрии постоянно развивается и совершенствуется. Она родилась в недрах академической науки, но теперь с ее помощью становятся былью самые невероятные фантазии и предположения о суперпараллельном мире. И недалеко то время, когда первые путешественники проникнут в суперпараллельный мир, начнут его изучать и использовать его богатства. Пожалуй, это событие будет даже грандиозней открытия в свое время Америки. Когда человечество окончательно истощит недра планеты, отравит воду и воздух в результате глобальных военных конфликтов, оно сможем уйти в суперсимметричный параллельный мир и там начать жизнь сначала.