В 2008 году в науке произошло немало событий. И хотя ни одно из них нельзя назвать революционным (революции вообще нечасто случаются в научном мире), многие открытия года войдут в учебники, позволят создавать новые методы исследования и приборы и немного изменят представления людей об окружающем мире. Попробуем систематизировать итоги года.
Астрономия
Немалый процент всех значимых научных событий 2008 года приходится на астрономию. В этом году было запущено сразу несколько амбициозных космических миссий. Самой популярной стала миссия космического зонда "Феникс" на Марс. За пять месяцев работы аппарат сумел собрать огромное количество данных о нашем ближайшем космическом соседе: "Феникс" проанализировал несколько образцов марсианского грунта, нашел в почве Марса лед, изучил погоду, сделал немыслимое количество фотографий. Кроме того, "Феникс" увеличил шансы Марса на обитаемость, впервые получив из марсианского грунта воду, и уменьшил их, найдя там же перхлораты - вещества, ядовитые для земных организмов.
Помимо Марса, в 2008 году интенсивному изучению подвергся еще один всем знакомый космический объект - Луна. Обращающийся вокруг естественного спутника Земли китайский зонд "Чанъэ-1" (Chang'e-1) составил самую подробную из существующих карту лунной поверхности. Начавшая активно осваивать космос Индия также сделала ставку на Луну - "Чандраян-1" (Chandrayaan-1), первый индийский космический аппарат, вышедший за пределы околоземного пространства, устремился именно туда. Спускаемая капсула "Чандраяна-1" провела видеосъемку лунной поверхности, а сам зонд в ближайшие два года займется химическим, минералогическим и географическим картированием земного спутника.
Японский лабораторный комплекс "Кибо" позволит проводить в космосе куда более сложные эксперименты. В марте астронавты присоединили к МКС первый модуль комплекса, в июне второй, а весной 2009 года к космической станции присоединят последнюю часть самого большого из ее модулей.
В 2008 году ученые наконец решили определить, где же кончается наш космический "дом" и начинается "улица". Границу Солнечной системы будет изучать запущенный в октябре аппарат IBEX. Обеспечить космонавтам, путешествующим внутри и за пределами Солнечной системы, бесперебойный доступ в Сеть должен протокол межпланетного интернета, испытания которого завершились в 2008 году. Список стран, граждане которых уже начали осваивать новый вид путешествий, пополнил Китай. Тайконавт Чжай Чжиган (Zhai Zhigang) провел в открытом космосе почти 15 минут. Это событие было связано с небольшим скандалом, которого мы еще коснемся.
Начиная с 2006 года, в Солнечной системе осталось всего восемь планет. С 2008 года Плутон из карликовой планеты разжаловали (или повысили) в новый класс космических объектов - плутоид. Фото с сайта chandra.harvard.edu
В 2008 году ученые продвинулись в изучении экзопланет - планет, обращающихся вокруг других звезд. Астрономы нашли самую маленькую экзопланету, самую молодую экзопланету, экзопланету, на которой есть вода, а также сразу три планеты земного типа. Правда, они все же крупнее нашей, и поэтому носят название Суперземель. Но так как до последнего времени большинство найденных планет можно было назвать скорее "Супер-Юпитерами", наметившаяся тенденция все равно обнадеживает. Более того, исследователи смогли впервые сфотографировать экзопланеты и усовершенствовали методы определения их размеров, а также научились искать спутники планет, находящихся вне Солнечной системы. Кроме того, ученые решили окончательно отказаться от одной из планет внутри Солнечной системы: отныне Плутон надлежит считать плутоидом.
За 12 месяцев астрономы успели придумать способ определения массы черных дыр и взвесить дыру в центре нашей Галактики, найти загадочный звездный родильный дом и разгадать его загадку, в очередной раз уличить Млечный Путь в каннибализме, увидеть эволюцию квазара и найти органические молекулы, имеющие внеземное происхождение.
Как и в 2007 году, астрономы продолжали искать темную материю. Некоторым удавалось не только найти загадочную субстанцию, но даже положить ее на музыку. Поиски других ученых оказались безрезультатными, но при этом они смогли уточнить свойства частиц темной материи. Нескольким астрономам удалось вывести формулу галактик, но темная материя в нее не вошла.
Физика
Одно из первых изображений, полученных на детекторе CMS Большого адронного коллайдера. Синее гало с расходящимися лучами - следы разлетающихся частиц после того, как луч протонов "врезался" в вольфрамовую преграду. Изображение CERN
Еще одной точной наукой, принесшей немало открытий в 2008 году, стала физика. Главным медийным физическим событием, безусловно, следует признать запуск Большого адронного коллайдера (БАК). Многочисленным сценариям конца света, который должен случиться после запуска БАК, не суждено было реализоваться, так как через девять дней после начала работы коллайдер сломался. Самый большой на планете ускоритель элементарных частиц вновь заработает не раньше конца лета 2009 года. Другой ускоритель, не такой большой, но зато работающий американский Тэватрон, заставил ученых говорить о возможном перевороте в физике. Полученные на нем данные не укладываются в Стандартную Модель - самую популярную теорию, объясняющую, как работает окружающий мир. Правда, физикам-теоретикам, со своей стороны, удалось подтвердить правомерность Стандартной Модели. Не стоит удивляться, наличие подобных противоречий является нормой для процесса научного познания. Например, швейцарские ученые показали, что распространение информации противоречит теории относительности Эйнштейна, а исследователи из лаборатории Ферми доказали, что она правомерна. В дополнение к доказательству и опровержению различных теорий физики изобрели технологию переработки текилы в алмазы и создали материалы, из которых можно делать плащи и шапки-невидимки.
В 2008 году было сделано много интересных открытий, касающихся ужасно модных явлений с приставкой "нано". Ученые определили, что наночастицы золота представляют собой тетраэдры, признали стабильные наночастицы суператомами, синтезировали пористую наноплатину, приспособили ДНК для выращивания нанокристаллов и даже сняли нанокино. Нанотрубки пригодились для удешевления солнечных батарей, повышения гибкости проводников, очистки океанов от нефтяных пятен, создания мускулов для зарядки айфонов и даже соревнования с гекконами по прилипанию. Победу на выборах президента США Барака Обамы ученые, интересующиеся политикой, отметили созданием его портретов из 150 миллионов нанотрубок каждый (а другие исследователи, неравнодушные к искусству, создали при помощи белков микроскопическую копию шедевра голландского живописца).
Биология
Несмотря на успехи в астрономии и физике в 2008 году, лауреатами Нобелевской премии в двух из трех естественнонаучных номинаций признали биологов. В области физиологии и медицины награда была присуждена за изучение ВИЧ и папилломавируса, вызывающего рак шейки матки. Лауреатами по химии стали исследователи, выделившие, изучившие и усовершенствовавшие зеленый флуоресцентный белок, который позволил разработать огромное число молекулярно-биологических методов. Из достижений этого года (Нобелевку вручают за работы, выполненные несколько лет назад) одними из самых значимых можно назвать клонирование грызуна, пробывшего в заморозке 16 лет, создание целого бактериального генома в лаборатории, увеличение продолжительности жизни червя в 10 раз и воспроизведение процесса эволюции в пробирке. Кроме того, биологи обнаружили в разных частях планеты сотни неизвестных видов живых существ. И некоторые из них были найдены в водах озера Байкал, который в 2008 году исследовали два глубоководных аппарата "Мир-1" и "Мир-2".
Британский парламент, между тем, разрешил ученым создавать новые организмы прямо у себя в лаборатории. Поправки к Акту об оплодотворении и эмбриологическом развитии человека, позволяющие получать определенный вид гибридных эмбрионов человека, были одобрены двумя палатами Парламента и получили санкцию Ее Величества.
За 12 месяцев заметно вырос список организмов, геномы которых были полностью расшифрованы. С 2008 года человечество знает всю правду о кукурузе, производителе "главного" антибиотика, сое и даже мамонте. О неандертальце ученым удалось выяснить половину правды. Исследователи немало поработали и над изучением геномов современных людей - в открытых базах данных появились последовательности ДНК женщины, китайца и африканца. И в этом месте можно плавно перейти к тенденциям, которые наметились или продолжились в 2008 году и в соответствии с которыми, вероятно, будет развиваться наука в ближайшем будущем.
Тенденции
Именно в таком виде прибор, определяющий последовательность ДНК - секвенатор - выдает результат. Сейчас цена такой бумажки составляет несколько десятков тысяч долларов. В обозримом будущем эти разноцветные полосы должны сильно подешеветь. Изображение с сайта coastal.er.usgs.gov
Продолжает прогрессировать направление индивидуальной геномики - то есть, геномики, ориентированной на конкретного человека. До 2008 года единственными людьми на Земле, последовательность ДНК которых была полностью определена, являлись Крейг Вентер и Джеймс Уотсон. Они оба имеют самое непосредственное отношение к проекту "Геном человека" (а Уотсон является одним из ученых, определивших структуру молекулы ДНК), и суммарная стоимость их геномов составила сотни миллионов долларов. В 2008 году ученые получили целых три индивидуальных генома, и работы обошлись в несколько сотен тысяч долларов. Одна из биотехнологических компаний пообещала, что сможет снизить стоимость расшифровки до пяти тысяч долларов.
Если падение цен "на ДНК" продолжится, то в обозримом будущем критическая отметка в тысячу долларов за геном может быть преодолена. А это означает, что каждый житель развитых стран сможет иметь в своей медицинской карте самые надежные сведения о себе, исходя из которых врачи смогут предотвратить или наилучшим образом вылечить заболевание. (Надо отметить, что в конце 2007 года многие аналитики давали аналогичные прогнозы).
Второй тенденцией можно назвать постепенный переезд генетических и прочих молекулярно-биологических данных в "общий" интернет (специализированные базы существуют давно - например, Всемирная белковая база данных в 2008 году приняла 50-тысячную структуру). В Википедии появился подраздел, в котором собраны данные о генах человека. Ученые, работающие с теми или иными генами, смогут добавлять или править представленную информацию. Конечной целью проекта является создание базы, содержащей сведения обо всех известных на сегодня генах. Для неспециалистов, желающих получить индивидуальный генетический "паспорт" и обменяться этой информацией со знакомыми, была создана новая социальная сеть "23andMe".
Третья тенденция также связана с биологией. Точнее, с тем, как биология проникает в другие области науки и техники. Судите сами: белки почти приспособили для записи информации, компьютер из бактерий справился с задачей о блинах, культуру нейронов превратили в логическую схему, компания IBM решила скрестить микросхемы с ДНК, а американские ученые создали робота с крысиными мозгами. Действия ученых вполне оправданы: природа создала прекрасно приспособленные к окружающей среде организмы, и было бы неразумно не использовать эти наработки в технике.
Еще один тренд 2008 года, о котором хочется упомянуть - это космический туризм и развитие частного "космического извоза". В конце июля было завершено создание самолета-носителя WhiteKnight ("Белый рыцарь") для коммерческого космического корабля SpaceShipTwo, а в декабре начались его тренировочные полеты. Если тестирование "Рыцаря", а затем и самого корабля будет успешным, то летать на орбиту "частники" могут начинать практически сразу - все бюрократические формальности по регистрации частного космодрома уже пройдены.
Скандалы
В 2008 году произошло необычно много событий, которые можно отнести к научной светской хронике. Нобелевский лауреат дезавуировала свою статью в авторитетном журнале Nature. Коллеги одного из создателей овечки Долли потребовали лишить его рыцарского звания, причем в ходе слушаний ученый фактически признал, что не создавал ее. Изобретатель "холодного термояда" рыцарем не был ни в прямом, ни в переносном смысле, так что его пришлось лишить звания профессора. На Большой адронный коллайдер подали в суд, но он сумел выиграть дело. Пользователи интернета сочли видеозапись первого выхода тайконавта в космос подделкой. Глава американского космического агентства Майкл Гриффин устроил настоящую войну за космическую программу, а защитники прав животных развернули масштабные боевые действия против ученых, которые в 2008 году проявили обычно несвойственную им политическую активность и массово поддержали на президентских выборах Барака Обаму. В этом им помог даже журнал Nature.
* * *
Если попытаться охарактеризовать 2008-й научный год одним словом, то самым подходящим, пожалуй, будет слово "везучий". Необыкновенно большое количество миссий и проектов успело стартовать (или завершиться) до того, как грянул финансовый кризис. В 2009 году такого изобилия не предвидится, и будущее многих начинаний является весьма туманным. Так что девизом нового года можно назвать всем надоевшую, но не потерявшую от этого своей актуальности фразу: Never Give Up.
