Портреты времени

Интервью с профессором Шнолем Симоном Эльевичем, главным научным сотрудником Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, доктором биологических наук

Симон Эльевич, позвольте сразу начать с самого главного. Я не знаю второго такого человека ни у нас в России, ни в мире, который бы более 50 лет занимался измерениями практически одного и того же необычного явления. Как это случилось?

С.Э. В 1901 г. академик Владимир Сергеевич Гулевич открыл удивительное вещество в мышцах -карнозин. В тот же год родился Сергей Евгеньевич Северин. В 20-е годы академик Гулевич поручил студенту С. Северину изучить биохимию этого вещества - выяснить, как карнозин связан с мышечным сокращением. Почему его концентрация в мышцах нарастает до больших величин по мере усиления работоспособности. Мой высокочтимый учитель профессор Сергей Евгеньевич Северин занимался этой проблемой всю жизнь. Проблема оказалась чрезвычайно сложной. Последний свой (блестящий!) доклад на эту тему академик Северин сделал в 1992 г. в возрасте 91 года. Он занимался этой задачей более 70 лет. Так, следовательно, бывает... Не нужно только выбирать проблемы по легкости их решения.

Похоже, однако, что проблема сама выбрала Вас. Что именно заставило обратить на нее внимание?

С.Э. Я окончил МГУ по кафедре биохимии животных в 1951 г. и был направлен на работу в ответвление атомного проекта. Моя жизнь непосредственно зависела от точности и аккуратности в работе, поскольку приходилось иметь дело с высокой радиоактивностью. В опытах с радиоактивными препаратами ошибки отмеривания, взвешивания, разбавления не превышали у меня 1,5-2%. В той организации в 15:00 заканчивали работу и все уходили, а я до 24:00 ставил свои биохимические опыты. В том числе на белках мышц. И тут я столкнулся с чрезвычайно неприятным явлением - странным разбросом результатов измерений. В первой половине дня (при работе с радиоактивными препаратами) все было точно, а во второй половине дня на растворах белков мышц среднеквадратичная ошибка достигала 20%! У меня было намечено много интересных задач. Но с такой ужасной точностью ими заниматься было невозможно! И я записал в лабораторной тетради: "Выяснить, в чем дело, а потом решать эти задачи"... Вот и прошло более 50 лет. Выяснение еще не окончено.

А как к Вашим изысканиям относились многоуважаемые учители? Вы столько лет занимались "неперспективной" темой. Как же планы и отчеты? Куда смотрела администрация?

С.Э. Это очень острый вопрос. За свободу в научной деятельности приходилось платить. Чем? Во-первых, выполнением с полной отдачей служебных обязанностей и плановых исследований, во-вторых, ведением занятий и чтением с октября 1951 г. лекций по применению радиоактивных изотопов в биологических и медицинских исследованиях. На мне был весь комплекс задач по хранению и учету радиоактивных изотопов. А то, чем я занимался во второй половине дня, начальство даже поощряло. Меня всегда поддерживал С.Е. Северин и мой старший друг, Лев Александрович Блюменфельд, ставший в 1959 г. заведующим кафедрой биофизики физического факультета МГУ, затем сменивший его на этом посту профессор Всеволод Александрович Твердислов и директор Института биофизики академик Глеб Михайлович Франк, и многие-многие другие. Я им рассказывал о своих измерениях, которые давали весьма странное квантование, доказывал, что это не температура скачет, концентрации неодинаковы, пробирки из разного стекла, пипетки неодинаковы, растворы неоднородны. В общем, "не виноват я!". Когда странных дискретных картинок набралось множество, я сделал очень большой доклад, это было в 1957 г. Выступавшие на семинаре говорили мне комплименты. Но когда я ушел, руководитель семинара сказал: "Какой замечательный был студент! Но он явно сошел с ума!" (Человек, который обращает внимание на случайные картинки...). И мою статью не приняли в журнал "Биохимия".

Получается, что, не имея возможности публиковаться, Вы все равно продолжали проводить измерения? С какой периодичностью?

С.Э. Действительно, я продолжал читать лекции, заниматься радиоактивностью и биохимией, но публиковать материалы на эту тему не мог. Постепенно у меня накопилось множество характерных форм распределений результатов измерений. А опыты очень тяжелые. Я, например, делал 250 одинаковых измерений скорости биохимической и химической реакций с сосредоточенностью совершено железной. Мне помогали две замечательные сотрудницы: Татьяна Яковлевна Брицина и Надежда Павловна Иванова. Почти 25 лет, с 8 до 10 часов 10 минут, с 30-секундным интервалом, мы проводили 250 измерений. 25 лет с утра, не поднимая головы. Большая амплитуда "разброса" и странная форма распределений - гистограмм - были объяснены тем, что в растворах белков мышц происходят синхронные колебания в макрообъемах растворов, переходы состояний макромолекул из одного в другое. Эта картина была увлекательна, и мы занялись колебательными режимами в химических и биологических системах. И далеко в этом продвинулись. Вслед за нами изучение колебательных режимов стало очень популярно. Мы собирали всесоюзные и международные симпозиумы по этой тематике. Особое, принципиальное место здесь принадлежало колебательной химической реакции, открытой Борисом Павловичем Белоусовым. Эту реакцию изучил в нашей лаборатории аспирант А.М. Жаботинский, и она приобрела всемирную известность как реакция Белоусова - Жаботинского, или BZ-реакция. В этой реакции малоновая (броммалоновая) кислота окисляется при взаимодействии с броматом при катализе металлами с переменной валентностью - церием, марганцем, железом (в комплексе с фенантролином). При этом цвет раствора периодически изменяется: от темно-красного в синий и обратно. Происходят замечательно правильные колебания. В пространстве распространяются волны - чередование красных и синих цветов. Образуются характерные структуры. Мы очень увлекались изучением этой реакции. Но оказалось, что к странному "разбросу результатов" колебательная кинетика отношения не имеет. В 1970 г. я защитил докторскую диссертацию на тему: "Особые свойства белков...", в которой поместил свои картинки. И все меня слушали. Защита была долгой, тяжелой, но успешной. Я получил диплом, стал профессором, и все как будто было хорошо, когда через несколько лет стало ясно, что это все имеет отношение не только к белкам.

О каком явлении Вы говорите?

С.Э. Та часть человечества, которая учится в университетах, знает, что есть такое понятие - параллельные пробы. Когда вы делаете все одинаково при прочих равных условиях, пробы называются параллельными. Я также знал, что мои опыты - параллельные, но только много лет спустя понял, что они не параллельные, а последовательные. Они же разделены во времени. Об этом никто никогда не думает. Никто в лабораторных журналах даже не пишет секунды и минуты. Хорошо, если написано, до обеда опыт поставлен или после. Много прошло времени, прежде чем я стал смотреть на секундомер, на часы и обращать внимание на то, когда была сделана эта проба.

Это относится в первую очередь к биофизическим измерениям?

С.Э. Это явление свойственно любым измерениям на Земле! Вообще любым. Моя специальность - радиоактивность. Я считал, что все эти аномалии совершенно не имеют отношения к измерениям радиоактивности. Ну, радиоактивность - там же все ясно. Там распределение Пуассона. После Резерфорда и прочих великих ученых мы ведь всё знаем, и делать там нечего! Так вот, прошло много лет, и, уже будучи профессором физического факультета, я попросил дипломницу Таню, чисто автоматически, померить радиоактивность для контроля, дабы убедиться, что подобного явления там быть не может. Это же всем известно, что там ничего нет. Она показала результаты измерений, это был 1979 г., все распечатки, я нарисовал детальную картину распределений, - и мне стало нехорошо. Меня поймут те, кто занимается наукой, - стало тошно. Форма гистограмм в Москве была почти такой, как у меня в Пущине, за 100 км. Там был химический опыт, тут - радиоактивный. Что такое тошно? Это значит, нет сил работать. Мыслей никаких. И я прекратил работу. Не работал почти год. Только в декабре 80-го смог преодолеть это состояние.

Неужели не нашлось ни одного сотрудника, который мог бы перепроверить Ваши измерения?

С.Э. Мой коллега, Вадим Иванович Брусков, взял два счетчика, два автоматических прибора, два одинаковых радиоактивных препарата и померил по 250 раз каждый. Нарисовав две гистограммы, сказал: "Этого не может быть, они похожи". Ведь исследовались независимые процессы. Радиоактивность - это классический случайный процесс. Так вот, в любых процессах, а мы за эти годы изучали биохимию, химию, движение частиц в электрическом поле, магнитные явления, все виды радиоактивности, альфа- и бета-, совершенно разные, сильные и слабые взаимодействия, и всюду одно и то же. Это невообразимо! Альфа-распад отличается от какой-нибудь химической реакции по диапазону энергий на 30 порядков. А когда мы потом смотрели результаты измерений шумов в гравитационной антенне, проведенных в Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга (ГАИШ) в лаборатории Валентина Николаевича Руденко, - там 40 порядков различий. Это шумы, совершенно ничтожные. А распределение амплитуд такое же хитрое.

Что же получается, физика процессов абсолютно разная, ничего общего между ними нет, а гистограммы одинаковые? Отчего же возникает зависимость?

С.Э. Да, с высокой вероятностью получаются похожие картинки. В МИФИ определяют альфа-радиоактивность. Мы в 120 км в Пущине (Московская обл.) измеряем что-нибудь другое - химию или бета-активность. Получаем картинки на расстоянии 100 км синхронно. Далеко не сразу стало понятно: все это потому, что мы на одном меридиане (!), отсюда и сходство. Начали разъезжаться - Ленинград, Москва - Пущино; Томск - Пущино. И всюду находили похожие вещи. На одном и том же меридиане с высокой вероятностью в совершенно независимых процессах получаются одинаковые гистограммы. На разных меридианах - в одно и то же МЕСТНОЕ время. Итак, от природы процесса эффект не зависит. Синхронно, в независимых измерениях процессов разной природы получаются сходные распределения. Мы стали определять, какой интервал времени разделяет наиболее вероятные картинки. Оказалось, что через каждые 24 ч вероятность повторного появления сходных распределений возрастает. Поразительно! Получалось, что синхронно с вращением Земли что-то происходит. Здесь нет никакой зависимости ни от температуры, ни от давления или влажности, никаких мыслимых артефактов, ведь на радиоактивность нельзя повлиять ни одним земным способом. Итак, Земля вращается вокруг своей оси, и по мере того, как наша лаборатория вдвигается в определенную структуру космического пространства, и проявляется такая картинка. Отсюда следовал вывод: в других местах, на других меридианах должна появиться с высокой вероятностью такая же картинка, когда Земля повернется к той же точке неоднородного гравитационного воздействия. Об этом рассказали замечательному человеку, директору Макс Планк Института по аэрономии лорду и профессору Аксфорду. Он предложил сделать опыт: провести измерения радиоактивности в Пущине и в Линдау (Германия). Между нами около 2 тыс. км и более 2 ч разницы местного, долготного времени. Опыт получился - с точностью до нескольких минут синхронно по местному времени при измерениях разной природы с высокой вероятностью получались гистограммы сходной формы. Но наш рекорд -США - Пущино, 8-часовая разница, или Пущино - ст. Новолазаревская в Антарктиде, с точностью до минуты. Вывод: в самом деле, по мере вращения Земли получается одна и та же картина. Процессы любой природы связаны с вращением Земли. А Земля ведь не только вокруг своей оси, она же еще движется вокруг Солнца.

Какой же из всего этого следует практический вывод?

С.Э. Из всего нами измеренного следует, что вращение Земли вокруг своей оси, ее движение по околосолнечной орбите - это движение не гладкое, это движение по булыжной мостовой. Мы трясемся в силу гравитационной неоднородности мира. Это кажется парадоксом - как можно, находясь внутри мира, видеть эту "неровность"? В механике Даламбер и прочие великие люди говорили в аналогичных случаях, что это невозможно. Возможно, если пользоваться разными по чувствительности приборами. Мы имеем дело с флуктуациями пространства-времени, связанными с гравитационной неоднородностью. На Землю падают потоки когерентных лучей, связанных с небесными телами. Они (потоки) закономерно изменяются с периодами, равными звездным суткам (1436 мин), солнечным суткам (1440 мин), с примерно 27-суточными периодами и периодами, равными календарному году (365 солнечных сут.) и сидерическому году (365 сут. + 6 ч 09 мин). И из всего этого можем сделать вывод, что в неуничтожимом "разбросе результатов" измерений процессов любой природы отражаются флуктуации пространства-времени, обусловленные движением Земли в неоднородном гравитационном поле.

Что делает ваша группа в последнее время?

С.Э. Теперь наряду с разнообразными круглосуточными измерениями радиоактивности нашим объектом стали шумовые генераторы, позволяющие увеличить временное разрешение до тысячных долей секунды. А это опять же фундаментальная физика и множество больших и трудных задач впереди. Я думаю, что мы опустились на самое дно, на самый фундамент космофизических связей Земли. Мы находимся в потоке внешних волновых явлений. Мы видим портреты времени. И пока не знаем, что с этим делать. А может быть, это сама Вселенная каждый момент, каждую секунду подает нам сигналы о состоянии мира?

Наладились ли у Вас отношения с академической наукой?

С.Э. Пожалуй, они просто привыкли ко мне. Оказывается, полезно жить в одной теме долго - многих критиков уже нет... Я часто делаю доклады в высоких собраниях профессионалов. После доклада в 2004 г. на специальном семинаре, собранном для меня В.Л. Гинзбургом, он сказал (и написал в письме президенту РАН академику Ю.С. Осипову), что сам сомневается, но "... Академия наук покроет себя несмываемым позором, если не поддержит работы С.Э. Шноля, а он впоследствии окажется прав". Пока ответ на это письмо мне не известен.

Как обстоит дело с финансовой поддержкой?

С.Э. Если кратко - плохо! Мы не получили на эту работу за все эти годы ни единого гранта. Лет 15 назад приехал к нам из США г-н Т. Петерсон. Очень заинтересовался. И некоторое (увы, небольшое) время финансировал наши приборные потребности. Совсем недавно нам стал помогать (совершенно бескорыстно!) глава завода "Диод", физик по образованию, Владимир Петрович Тихонов, на деньги которого мы приобрели компьютеры. Бывает же такое! Сказал: "Я не могу допустить, чтобы это дело погибло...".

Мне кажется, что Вам, как никому другому, очень близки социальные проблемы научной молодежи, так ли это?

С.Э. Понимаю, что новое знание должно приходить трудно, иначе мы наполним науку воспаленным воображением. Нильс Бор говорил: "Идея недостаточно сумасшедшая, чтобы быть верной". Это замечательные слова, но понимать их так, что все сумасшедшие идеи верны, - это нарушение логики. Неожиданные вещи, новые концепции - жизнь науки. Они должны подвергаться проверке. Я думаю, мы это испытание выдержали. К сожалению, практически нет смены. Нельзя допускать, чтобы аспирант получал стипендию меньше, чем нужно платить за койко-место в общежитии, которое к тому же мало пригодно для жилья. Недопустимо, чтобы молодые ученые жили неизвестно где и тратили лучшие силы молодости на голодное неустроенное существование. Если рождение ребенка - катастрофа в семье молодых ученых, они уезжают в другие страны...

Как же существует ваш коллектив?

С.Э. Наша лаборатория в Пущине существует с 1963 г. (с 2005 г. лабораторией заведует наш "бывший молодой" сотрудник Д.П. Харакоз). За эти годы мы занимались многими важными темами, пользующимися поддержкой и пониманием руководства. В общей сложности сотрудники нашей лаборатории защитили 21 докторскую и более 40 кандидатских диссертаций. Мы написали сотни статей и 7 книг. Но сейчас молодым сотрудникам очень трудно - ничтожная зарплата, нет жилья. Чтобы в таких условиях заниматься фундаментальной наукой, нужна самоотверженность. Особенно трудна жизнь при занятиях "чистой" наукой. Может быть, это свойство российской науки - жить в нищете и делать оригинальные работы...