Начиная с XVII в. и до начала XX в., события в мире науки и техники развивались весьма неторопливо, и заметные изменения в том, что мы сейчас называем научно-техническим прогрессом, происходили на интервалах времени, сравнимых с историческими эпохами и существенно превышающими жизнь одного и даже нескольких поколений. Приведу разнородные примеры, характеризующие такое положение вещей.
В 1633 г. инквизиция судила Галилея за его приверженность к гелиоцентрической системе. Потребовалось 195 лет, чтобы в 1828 г. католическая церковь сняла запрет на эту концепцию. Кстати говоря, лишь в 1992 г. церковь во времена понтификата Иоанна Павла II признала решения суда инквизиции ошибочными и реабилитировала Галилея.
В 1709 г. во время Северной войны русская армия под командованием Петра I вблизи Полтавы разгромила шведскую армию Карла XII. А в 1799 г., т. е. через 90 лет, русские войска под предводительством Александра Суворова перешли швейцарские Альпы. Они тащили за собой те же пушки, которые Петр I использовал в Полтавской битве.
В 1831 г. Майкл Фарадей сделал одно из самых выдающихся физических открытий — открыл явление электромагнитной индукции и высказал идею о существовании электромагнитных волн. Но лишь только в 1895 г. Александр Попов, а в 1897 г. Гульельмо Маркони изобрели радиоприемник и продемонстрировали его действие.
Однако в XX в., особенно во второй его половине, ситуация радикально изменилась. Это был беспрецедентно динамичный век. События в этом веке, изменяющие окружающую действительность, стремительно сменяли друг друга, за десятилетие перенося людей из одной культурной и технологической эпохи в другую. Это заметно даже сейчас, когда в одно время еще живут люди, которые впервые увидели телевизионную картинку (конец 30-х годов), те, кто помнит взрыв первой атомной бомбы (1945 г.) и запуск первого искусственного спутника Земли (1957 г.), кто был свидетелем полета Юрия Гагарина вокруг Земли (1961 г.) и выхода Нила Армстронга на поверхность Луны (1969 г.) и, наконец, те, для которых все эти события являются фактами далекой истории и кто нынешнюю действительность воспринимает с момента появления первого персонального компьютера (1977 г.) и создания технологии INTERNET (1983 г.), с помощью которой они получают основную часть знаний. Еще более показательным для характеристики нынешней эпохи является тот факт, что 90 % научно-технических знаний, которыми в настоящее время располагает человечество, были получены за последние 30 лет, а 90 % — из общего числа ученых и инженеров, существовавших за всю цивилизацию, — наши современники.
Да, мир изменился, и все его наиболее существенные компоненты оказались связанными с рациональным знанием и соответствующими ему социальными институтами. В конце XIX в. библиотеки, обсерватории, лаборатории и другие научно-исследовательские учреждения открывались лишь десятками, а научная литература издавалась не более чем тысячными тиражами. Во второй же половине XX в. тиражи научной и научно-популярной литературы составили уже многие миллионы экземпляров, число научно-исследовательских учреждений достигло нескольких десятков тысяч, а число людей, занятых в сфере науки и научного обслуживания, только в СССР составило более 4 млн человек.
Таким образом, уже в середине XX в. наука стала сложнейшим миром, представляющим из себя не только систему взглядов, но и мощный социальный институт. Он начинается с фундаментальных исследований (basic researches), нацеленных на создание предельно широких представлений о природе (так называемые чистые фундаментальные исследования), или тех знаний, которые могут служить для решения предвидимых прикладных задач (так называемые ориентированные фундаментальные исследования — oriented basic researches). Он проходит через прикладные исследования, нацеленные на решение конкретной практической задачи (applied researches) и заканчивается экспериментальными разработками и внедрением новых материалов, изделий и технологий (experimental developments). Классическими примерами учёных, занимавшихся чистыми фундаментальными исследованиями, являются физик Макс Планк — основоположник квантовой теории и физик Альберт Эйнштейн — создатель специальной и общей теории относительности; ориентированными фундаментальными исследованиями — биофизик Фрэнсис Крик и биохимик Джеймс Уотсон — создатели пространственной модели ДНК, прикладными исследованиями — микробиолог Александер Флеминг, первооткрыватель пенициллина, и экспериментальными разработками — физики Джон Бардин, Уолтер Браттейн, Уильям Шокли, изобретатели транзистора. Кстати говоря, все они были удостоены Нобелевских премий в области физики, химии и физиологии или медицины.
Если говорить о второй половине ушедшего века и нынешнем веке, то, как я уже говорил, практически всё, что нас окружает и обеспечивает наше физическое и духовное существование, напрямую связано с научной и научно-технической деятельностью. Это вызвано тем, что XX век в целом был насыщен многочисленными открытиями, радикально изменившими не только физическую картину мира, но оказавшими решающее влияние на его технологический и технический облик.
Можно указать на ряд таких опорных открытий, сыгравших принципиальную роль в этом процессе. Среди них в области теоретической физики — построение квантовой механики и квантовой теории поля, специальной и общей теории относительности; в области атомной и ядерной физики и физики элементарных частиц — открытия естественной и искусственной радиоактивности и деления ядер тяжелых элементов, осуществление цепной ядерной реакции, построение теории атома и ядра и стандартной модели элементарных частиц; в области физики конденсированного состояния — построение теории сверхпроводимости и сверхтекучести, а в области технической физики — изобретение радиоприемника, открытие голографии, лазерно-мазерного принципа и транзисторного эффекта, создание полупроводников и микрочипов.
Вне всякого сомнения, по отношению к физике природа выдвигала и до сей поры выдвигает множество вызовов. Среди них в области фундаментальной физики наиболее крупными являются задачи построения единой теории электрослабых, сильных и гравитационных взаимодействий, предсказание параметров (прежде всего масс и спинов) всех мыслимых частиц и описание взаимодействия частиц при сверхвысоких энергиях.
Однако во второй половине XX в. в области фундаментальных исследований проявились новые тенденции. Они обнаружили себя в ряде выдающихся открытий в области наук о живом и в астрономии. Поэтому, если XX век можно определить как век физики, то XXI век будет, на мой взгляд, веком биологии и астрономии или, если хотите, веком физики живого и физики Вселенной. Остановлюсь на более известной мне области — астрономии.
В астрономии наиболее впечатляющими открытиями второй половины XX в. являлись открытия звёздных ассоциаций и звездообразования Виктором Амбарцумяном (1947), квазаров — Мартином Шмидтом (1963), реликтового излучения — Арно Пензиа-сом и Робертом Вильсоном (1965), пульсаров — Джоселин Белл и Энтони Хьюишем (1967), рентгеновских объектов — группой под руководством Риккардо Джиаккони (1970), солнечных нейтрино — Раймондом Дейвисом (1968) и космических нейтрино — группой под руководством Масатоши Кошиба (1987), построение теории ядерных реакций для объяснения источника энергии звезд — Хансом Бете (1938) и теории образования химических элементов в звёздах и во Вселенной — Уильямом Фаулером и Фредом Хойлом (1954–1957). Авторы почти всех этих открытий были удостоены Нобелевских премий в области физики.
В целом астрономия в конце XX в. претерпела революционные изменения, которые будут определять ее облик, по крайней мере, до середины нынешнего века. Во-первых, она стала всеволновой, используя для получения наблюдательной информации о Вселенной полный спектр электромагнитного излучения от радиоволн до гамма-лучей, а также нейтрино, гравитационные волны, космические лучи, вещество планет, их спутников и комет. Во-вторых, она стала глобальной, объединяя для реализации своих программ с помощью современных телекоммуникационных технологий телескопы, расположенные на различных материках, а в ряде случаев и в космосе, в единые глобальные сети реального времени — глобальные телескопы. В-третьих, для объяснения новых наблюдаемых явлений она стала использовать самые современные физические теории и самые изощренные математические методы.
Итак, астрономия стала высокотехнологической и, как следствие, очень дорогой наукой, использующей самые передовые наземные и космические технологии. Кардинально изменились и ее кадры — в астрономию пришли новые люди, физики, математики и инженеры, которые принесли с собой указанные выше методы и технические средства и которые, собственно говоря, ее и преобразовали…
Совершенно очевидно, что пространственно-временные и энергетические масштабы происходящих в космосе процессов таковы, что они всегда на порядки порядков будут превышать технические и технологические возможности любой сколько угодно высоко развитой цивилизации. Это означает, что Вселенная является уникальной физической лабораторией (наш выдающийся соотечественник академик Яков Зельдович остроумно определил Вселенную как "лабораторию для бедных"), которую природа предоставила исследователям для изучения необычных состояний вещества, построения и проверки фундаментальных физических теорий. По этой причине именно здесь сосредоточены все наиболее значительные вызовы природы и все, наиболее значительные возможные прорывы в ее понимании. Упомяну о нескольких примерах такого рода.
Среди фундаментальных физических теорий особое место занимает общая теория относительности — теория тяготения Эйнштейна. Это поистине фундаментальная теория и потому, что она описывает такие фундаментальные феномены, как сверхсильные гравитационные поля и основные свойства пространства-времени, и потому, что она не имеет внутренних ограничений на область своего применения. Будучи создана более 90 лет тому назад, она многократно и с всё возрастающей точностью проверялась в прямых и косвенных экспериментах, при этом до сих пор не было обнаружено ни о