Сможет ли Россия конкурировать? История инноваций в царской, советской и современной России
Шрифт:
Эта критика была справедливой. История физики полупроводников полна моментов, когда русские ученые своими исследованиями вносили важный вклад в это направление науки. Когда Джон Бардин, которому вместе с Шокли и Браттейном обычно приписывают изобретение транзистора, в 1960 году посетил Советский Союз, он отмечал: «Мы знакомы с результатами потрясающей работы в области физики твердого тела, которая была проделана в Советском Союзе, знаем имена многих ваших ученых, которые внесли большой вклад в наши знания» {114} . Однако другой аспект – и гораздо более важный с точки зрения влияния на судьбу государства – заключается в том, что в истории промышленных полупроводниковых технологий у России более чем скромная роль. Современная Россия – это гигант теоретической физической мысли, включая физику полупроводников, и в то же время карлик в части высоких промышленных технологий. Трудно найти более наглядный пример пропасти, которая лежит между российскими научными достижениями и промышленными технологиями, чем область полупроводников.
114
Hoddeson L., Daitch V. True Genius: The Life and Science of John Bardeen. – Washington, DC: Joseph Henry Press, 2002. – P. 276.
В начале XXI века Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе возглавлял Жорес Алферов, лауреат Нобелевской премии по физике в 2000 году, полученной за развитие полупроводниковых гетероструктур. Несмотря на научное достижение Алферова, Россия продолжает значительно отставать в коммерческом применении транзисторов. Осознавая этот недостаток, российское правительство в 2010 году приняло решение о создании аналога Кремниевой долины – Сколково. В качестве руководителя Научно-консультативного комитета фонда «Сколково» с российской стороны был назначен Жорес Алферов, защитник традиционного формата организации российской науки, в котором центральную роль играют академические институты. Российское правительство могло бы выбрать более подходящую кандидатуру на роль главы консультативного комитета Сколково, чем Алферов, известный консервативными политическими и научными взглядами. Политические взгляды Алферова иллюстрирует его высказывание в июне 2012 года, когда он назвал «современной цивилизованной европейской страной» Республику Беларусь, о которой бывшая госсекретарь США Кондолиза Райс отозвалась как о «последней настоящей диктатуре в сердце Европы» {115} .
115
См.:(доступность на 10 июня 2012 г.). Цитата Кондолизы Райс по: Russia’s Future Linked to Democracy // CNN. April 20. 2005.
Сегодня в числе крупнейших мировых производителей компьютерной техники и чипов нет ни одной российской компании. Электронная промышленность, основанная на транзисторах и получившая распространение во всем мире, является областью, в которой Россия играет удивительно скромную роль.
В противоположность этому в США связи между лабораторными исследованиями в области транзисторов, научными кругами и бизнесом были очень тесными. Об изобретении транзистора объявила Лаборатория Белла, являющаяся частью корпорации AT&T [30] , в которой работали Уильям Шокли и Уолтер Браттейн. Несколько американских ученых – пионеров в области исследования транзисторов – были серьезно вовлечены в коммерческое производство. Шокли основал собственную компанию, и хотя она потерпела неудачу на рынке, несколько ее бывших сотрудников создали другие компании, в том числе Intel – одного из лидеров отрасли. Бардин консультировал несколько компаний, в течение многих лет был членом совета директоров Xerox. Пути этих ученых, получивших Нобелевскую премию по физике в 1956 году, позднее разошлись: Шокли раздражал Браттейна и Бардина своими претензиями на первенство. Но каждый из них остался верен союзу академических исследований и частного производства – подходу, который отсутствовал в Советском Союзе.
30
AT&T – одна из крупнейших американских телекоммуникационных компаний и один из крупнейших медиаконгломератов. Основана в 1885 году Александром Беллом.
Глава 7
Генетика и биотехнологии: упущенная революция
Великолепная школа биологов и генетиков возникла в России еще в первые годы после образования советского государства. Эти ученые впервые представили концепцию «генофонда» (русский термин), внесли значительный вклад в «современный эволюционный синтез», объединив генетику Менделя с теорией эволюции Дарвина, что было необходимым шагом для дальнейшего развития современной биологии. Русский ботаник первым в мире вывел методом селекции новый вид растений. Русские ученые тесно сотрудничали с ведущими биологами и генетиками из других стран. Будущий лауреат Нобелевской премии американец Герман Джозеф Мёллер был так впечатлен научными работами русских, что специально выучил русский язык и приехал в Советский Союз, чтобы работать вместе с русскими коллегами.
Здесь очень интересно, и я вижу огромные возможности для развития исследований в области генетики.
К сожалению, эта выдающаяся школа биологии пала жертвой политической кампании, во главе которой стоял Трофим Лысенко, не признававший современной генетики. Опираясь на поддержку партийных функционеров, Лысенко фактически подавил развитие генетики в Советском Союзе. Взгляды Лысенко со временем подверглись жесткой критике, но результаты случившейся в свое время катастрофы можно наблюдать и сегодня. В настоящий момент ни одна российская биотехнологическая компания не входит в список ста мировых лидеров по показателям доходности бизнеса.
116
H. J. Muller to O. Mohr, November 19, 1933 // Lilly Library, Indiana University, Bloomington, quoted by Elof Carlson, Genes, Radiation and Society: The Life and Work of H. J. Muller. – Ithaca, NY: Cornell University Press, 1981. – P. 194.
Георгий Карпеченко (1889–1941), впервые селекционировал новые виды растений методом полипоидизации. Расстрелян 28 июля 1941 г.
В 1920-е годы группа талантливых советских биологов заложила основы блестящей школы генетики, а сами они могли стать основателями молекулярной биологии – области знаний, которая изменила биологическую науку и биотехнологии во всем мире. После выдающегося старта Россия не сыграла практически никакой роли в этой революции. И хотя сейчас Россия предпринимает огромные усилия, чтобы догнать лидеров, она по-прежнему значительно отстает от них. Причина этого судьбоносного провала носила исключительно политический характер. Но пусть и на очень непродолжительный период, советская Россия все же оказалась на переднем плане исследований в области генетики. Советские биологи помогли разработать теорию современного эволюционного синтеза, что предопределило дальнейшее развитие этой области {117} . В 1927 году биолог Георгий Карпеченко впервые в мире вывел гибриды растений, относящихся к разным родам {118} .
117
Adams M. The Founding of Population Genetics: Contributions of the Chetverikov School, 1924–1934 // Journal of the History of Biology. – 1968. – Vol. 1, no. 1. – P. 23–39; Adams M. Towards a Synthesis: Population Concepts in Russian Evolutionary Thought 1925–1935 // Journal of the History of Biology. – 1970. – Vol. 3, no. 1. – P. 107–129; Adams M. From Gene Fund to Gene Pool: On the Evolution of Evolutionary Language // Studies in the History of Biology. – 1979. – Vol. 3. – P. 241–285; Adams M. Sergei Chetverikov, the Kol’tsov Institute, and the Evolutionary Synthesis // The Evolutionary Synthesis: Perspectives on the Unification of Biology / Ernst Mayr and William Provine (eds.). – Cambridge, MA: Harvard University Press, 1980. – P. 242–278.
118
Карпеченко Г. Д. Полиплоидные гибриды Raphanus sativus x Brassica oleracea L. // Бюллетень прикладной ботаники. – 1927. – Т. 17. – С. 305–408. Карпеченко скрестил редис с кабачком и получил гибрид, который дал плодоносящее потомство.
Чтобы лучше понять значимость достижений советской биологии и последующего спада, полезно вспомнить историю развития биологической науки. В начале ХХ века многие биологи видели несоответствие, если не сказать «противоречие», между теорией эволюции Дарвина и генетикой Менделя. Сторонники Дарвина придерживались точки зрения, что изменения в организмах происходят постепенно, в течение длительного периода, на основе незначительных вариаций. Приверженцы генетики Менделя изначально подчеркивали необычайную устойчивость гена, а позднее, взяв на вооружение концепцию мутации, настаивали на стабильности гена, в некоторых случаях подверженного значительным изменениям. Кроме того, различие в подходах представителей двух лагерей усугублялось из-за противоположных методов, которые они применяли. Последователи традиционного дарвинизма опирались на описательное естествознание, тогда как новые менделианцы использовали математические методы. Был ли какой-то способ свести вместе два интеллектуальных направления, или дарвиновскому подходу было суждено уступить место подходу Менделя?
К 1920-м годам биологов, занимавшихся изучением этих проблем, можно было условно разделить на три группы: натуралистов, работавших в дарвиновских традициях конца XIX века; генетиков, изучавших локацию генов и мутацию (многие из них были связаны со школой Томаса Моргана в Колумбийском университете), и «биометристов», которые использовали методы высшей математики, разработанные Карлом Пирсоном [31] и другими. Существовала слабая надежда найти общее в различных подходах или даже объединить их. Но возможность реализовать это на практике была далеко не очевидной.
31
Карл Пирсон – английский математик, статистик, биолог и философ; основатель математической статистики, один из основоположников биометрики. Автор свыше 650 опубликованных научных работ. В русских источниках иногда называется Чарльз Пирсон.
Одна из важнейших научных работ, указывающая на способ объединения, была написана русским ученым Сергеем Четвериковым в 1926 году {119} . В начале своей статьи Четвериков отмечал, что теорию Менделя враждебно принимают «выдающиеся эволюционисты» как в России, так и за рубежом. Далее он заявил, что его цель – объединение двух подходов посредством рассмотрения теории эволюции сквозь призму генетической концепции. Четвериков утверждал, что мутационный процесс в природных условиях протекает точно так же, как и в лабораторных, но из-за того, что особи с рецессивной мутацией являются гетерозиготными (скрытыми), фенотипически (внешне) они никак не проявляют себя. В ходе естественного отбора быстро уничтожаются особи с вредными доминантными мутациями, но в случае с вредными рецессивными мутациями этот процесс происходит медленнее. В итоге скрытые рецессивные мутации накапливаются в любой популяции.
119
Четвериков С. С. О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики // Журнал экспериментальной биологии. – 1926. – Т. 2. – С. 3–54.
В той же научной работе Четвериков согласился с американским биологом Томасом Морганом и другими, что селекция не оказывает непосредственного влияния на гены, но подчеркивал, что гены не функционируют изолированно от остального генотипа: «Тот же самый ген будет проявляться иначе в зависимости от комплекса остальных генов, в окружении которых он будет находиться. Для него этот комплекс, этот генотип, будет представлять генотипическую среду, в условиях которой он будет внешне проявляться. И как фенотипически проявление каждой черты зависит от окружающей внешней среды и является реакцией организма на данное внешнее воздействие, так генотипически проявление каждой черты зависит от структуры генотипа в целом и является реакцией на определенное внутреннее воздействие».
В своей работе Четвериков представлял очень сложные концепции популяционной генетики, которые он и его студенты подтвердили в оригинальной экспериментальной работе.
Еще одним вкладом советских ученых в развитие генетики в этот период стала концепция генофонда. Ее впервые сформулировал Александр Серебровский. Этот термин привез в США из Советского Союза Теодозиус Добржанский [32] , один из членов группы Четверикова. Сегодня немногие знают, что термин «генофонд», ставший привычным в биологическом дискурсе по всему миру, имеет русское происхождение. Еще один советский исследователь, студент Четверикова Дмитрий Ромашов, самостоятельно вывел концепцию генетического сдвига, которую на Западе развивали Сиволл Райт и другие. И другой советский ученый, Юрий Филипченко, ввел в употребление термины «микроэволюция» и «макроэволюция», а также блестяще объединил законы Менделя и теорию эволюции, обеспечив, таким образом, развитие теории современного эволюционного синтеза.
32
Феодосий (Теодозиус) Добржанский – советский и американский генетик российского происхождения, энтомолог, один из основателей синтетической теории эволюции, дальний родственник русского писателя Ф. М. Достоевского.