Пантеон | Записки о кибернетике. Генетика науки. Математические и инженерные школы
/ Европейский центр программирования им. Леонарда Эйлера, 2023.
/ Руслан Богатырев, 2023.
\ Арт-журнал «Пантеон»: http://panteono.ru/2023-03-24
Полагаю, вы наверняка замечали, что в наши дни, в дни торжества современной генетики, с привычными продуктами питания — сезонными ягодами, фруктами и овощами — происходит что-то неладное. Вкус их сильно изменился. Не в лучшую сторону.
Да, эти продукты стали выглядеть лучше. Храниться дольше. Урожайность, говорят, заметно повысилась. Доходы производителей и торговых сетей существенно возросли. Всё это замечательно. Но вот вкусовые качества и, как выясняется, питательная ценность упали. Отчего так?
Первичными факторами, обеспечивающими объёмы продажи, являются цена и внешний вид товара. Вот их и совершенствуют. В ущерб остальному.
Учёные из Техасского университета (США) проанализировали данные о содержании 11 нутриентов в 43 видах сельскохозяйственной продукции Министерства сельского хозяйства США (в период с 1950 по 1999 гг.). Оказалось, что за полвека у фруктов и ;;овощей значительно уменьшилось содержание белков, кальция, калия, железа и витаминов В2 и С.
Учёные из голландского Института Европы Куши (Kushi Institute of Europe, Амстердам), проанализировав данные с 1975 по 1997 гг., обнаружили, что содержание железа за 25 лет в 12 видах овощей снизилось в среднем на 37%. Аналогичные потери наблюдались также в кальции, витамине С и витамине А.
Популярнейший американский сорт яблок Red Delicious, многолетний лидер рынка США, по мнению экспертов, утратил свой первоначальный яркий вкус. Теперь он имеет более привлекательный внешний вид, но с совершенно пресным вкусом плода.
Причины? Химия удобрений, стерилизация почв, сильные генетические изменения. Международная группа экспертов собрала генетические данные 725 культурных и дикорастущих сортов помидоров и создала так называемый пангеном. Затем специалисты сопоставили его с геномом эталона томатов — помидора под названием Heinz 1706. Сравнение обоих генетических материалов показало, что в пангеноме новых сортов утрачены почти 5 тысяч генов. Видимо, за ненадобностью.
Селекция работала на доходы крупных производителей и торговых сетей. Есть ли у потребителя возможность выбора? С каждым годом благодаря диктатуре торговых сетей она по сути утрачивается.
Но если бы только чистая генетика была виновата в этой проблеме. В 2017 г. венгерский Департамент продовольственной безопасности исследовал 24 наименования продуктов, которые продаются как в Венгрии, так и в Австрии в магазинах дешёвых сетей Lidl и Aldi. Выяснилось, что вафли от одного и того же производителя в венгерском магазинчике оказались менее хрустящими. А ореховый крем «Нутелла» не такой кремовой консистенции, как у австрийцев. Лимонад Sprite, который в Германии изготавливается исключительно на натуральном сахаре, в Чехии содержит искусственные подсластители, фруктозу и сироп глюкозы.
Рынок единый. Правила едины. А вот покупателей делят на два класса: главные и второстепенные. Вышеградская четвёрка стран Восточной Европы (Чехия, Словакия, Венгрия, Польша) выступила категорически против: делить людей на первый и второй сорт в единой Европе неприлично. И требует у Брюсселя пересмотра европейского торгового законодательства. Чтобы люди начали питаться такими же качественными продуктами, как их более зажиточные соседи из старой Европы.
—
К чему это лирическое отступление? — спросит пытливый читатель.
Дело в том, что практически то же самое можно наблюдать и в науке. Более того, можно даже ввести понятия «генетика науки», «генетика образования», «генетика производства». Да, вполне направленной селекционной работой с заданными приоритетами и параметрами можно выводить науку, образование и бизнес на требуемый пангеном (генетическую карту).
Генетику науки стоит изучать во времени и пространстве (история науки). С чего начинали, куда пришли, какие приоритеты при этом устанавливали.
Под этим углом мы и будем изучать кибернетику. И в США, и в Европе, и в СССР. Но начнём с математики и инженерного дела. В России…
Не секрет, что Советский Союз славился не только балетом, хоккеем, фигурным катанием и шахматами, но и своими достижениями в науке и передовых технологиях: авиация, космонавтика, атомная энергетика, военная сфера. Качество инженерной подготовки кадров опиралось на сильные традиции и на мобилизационную экономику 1930–1960 годов. У нас готовились не просто инженерные кадры. Готовились инженеры-математики. Именно русская и советская математическая школа вкупе с колоссальными прорывами в области физики и химии обеспечивали тогда интеллектуальное мировое лидерство Советского Союза. Его индустриальную и военную мощь.
Если говорить о профессиональной математике, то отсчёт нередко ведут от Пафнутия Львовича Чебышёва (1821-1894), выдающегося математика и механика, основоположника петербургской математической школы, академика Императорской Петербургской Академии наук.
В действительности, стоит заглянуть в историю на век раньше. При Петре I в январе 1701 г. в Москве была основана школа «математических и навигацких, то есть мореходно хитростно искусств учения» (Школа Пушкарского приказа). Размещалась она в Сухаревой башне. На пересечении Садового кольца, Сретенки и Проспекта Мира (бывшей Первой Мещанской).
То было первое в России артиллерийское, инженерное и морское училище. Находилась школа в ведении Оружейной палаты Московского Кремля, которой руководил один из ближайших сподвижников Петра I, первый кавалер высшей государственной награды — ордена Святого Андрея Первозванного, генерал-адмирал и первый в России генерал-фельдмаршал Фёдор Алексеевич Головин (1650-1706).
После смерти Ф. А. Головина в 1706 г. Школа Пушкарского приказа перешла в ведение Приказа морского флота, а в 1712 г. — в ведение Адмиралтейской канцелярии под надзор генерал-адмирала графа Фёдора Матвеевича Апраксина (1661-1728), командующего Балтийским флотом (1723).
Так что математика в России зарождалась не ради абстракций, не для составления кадастра землевладений, а для ключевых задач военного искусства. Необходимых для выживания России.
Помимо русских преподавали там иноземцы: шотландцы (проф. Генри Фархварсон) и англичане (Стефан Гвин, Ричард Грейс). Общее время обучения дворян, дьячих и подьячих с учётом практики в армии и на военных заводах составляло 10-15 лет.
В 1703 г. Леонтий Филиппович Магницкий (1669-1739), выпускник Славяно-греко-латинской академии, преподаватель математики в Школе математических и навигацких наук в Москве (с 1701 по 1739 гг.), написал первое в России учебное пособие по математике: «Арифметика, сиречь наука числительная. С разных диалектов на славянский язык переведённая, и воедино собрана, и на две части разделённая». Книга была отпечатана немыслимым по тем временам тиражом: 2400 экз.
Для подготовки своей работы Магницкий использовал «Математический курс или мир» Клода Франсуа Дешаля (Cursus seu Mundus mathematicus, 1674), а также «Общую математику» Джона Валлиса (Mathesis universalis, 1657).
В 1715 г. в Петербурге была открыта Морская академия, куда и перенесли обучение военным наукам (навигация, артиллерия, фортификация). В московской Навигацкой школе стали учить только базовым математическим дисциплинам: арифметике, геометрии и тригонометрии. Теперь Леонтий Магницкий назначается старшим учителем школы и руководит её учебной частью.
Поворотным пунктом в развитии математики в России стало основание Петром I в 1724 г. Императорской Петербургской Академии наук. В Академии были учреждены три класса. Первый объединял математику, астрономию, механику и географию. Второй — физику, химию и естественные науки. Третий — гуманитарные дисциплины.
Среди 23 академиков, приглашённых на работу в течение первых лет, семь были математиками: Якоб Герман (Швейцария, 1678-1733), Христиан Гольдбах (Пруссия, 1690-1764), Фридрих Христофор Майер (Германия, 1697-1729), Георг Вольфганг Крафт (Германия, 1701-1754), Николай Бернулли (Швейцария, 1695-1726), Даниил Бернулли (Швейцария, 1700-1782) и самый юный из всех — Леонард Эйлер (Швейцария, 1707-1783).
Приглашал и отбирал этих учёных лично Лаврентий Лаврентьевич Блюментрост (1692-1755), доктор медицины, лейб-медик Петра I, первый президент Императорской Петербургской Академии наук.
Вклад швейцарца Леонарда Эйлера в становлении математики в России был просто выдающимся. В те годы он по праву слыл первым математиком мира. 12 раз ему присуждалась самая престижная награда — Премия Парижской Академии наук. В один ряд с ним тогда можно было поставить разве что английского физика и математика Исаака Ньютона (1642-1727) да немецкого математика и философа Готфрида Вильгельма Лейбница (1646-1716). Но они из разных поколений. Когда умер Лейбниц, Эйлеру было всего 9 лет. Когда ушёл из жизни Ньютон — 20 лет. В XVIII веке Эйлер безраздельно царствовал на троне королевы всех наук.
Огромное научное наследие Леонарда Эйлера (математика, механика, астрономия, физика) насчитывает около 100 томов, причём их издание Швейцарским обществом естествоиспытателей до сих пор не завершено. Почти половину жизни Эйлер провёл в России. Здесь он стал академиком. Здесь женился. Здесь родились его дети. Здесь хранится значительная часть его архива. Здесь окончились его последние дни. Здесь в Некрополе Александро-Невской Лавры он похоронен.
Екатерина II боготворила Эйлера, смогла уговорить его вернуться с семьёй в Россию после 25-летнего пребывания в Берлине (1741-1766), обеспечила поистине царский приём.
Что касается увековечивания памяти Эйлера, то с этим у нас как-то не сложилось. В самом деле, зачем нам какой-то там швейцарский подданный, пусть и великий, когда на своих желания, времени и средств не хватает?
Если говорить о Петербурге, то некоторые шаги были сделаны. В апреле 1957 г. на доме, в котором проживал Эйлер в Петербурге по возвращению из Берлина, была установлена мемориальная доска (Ленинград, набережная лейтенанта Шмидта, 15).
Скромный бюст Эйлеру в Петербурге был установлен в июне 2007 г., к 300-летию со дня рождения. И то лишь после огромных усилий со стороны Фонда Эйлера (математико-механический факультет С.-Петербургского университета), добившегося, наконец, разрешения у городских властей. Бюст установлен перед зданием Международного математического института им. Леонарда Эйлера на Песочной набережной.
Наконец, в 2021 г. в Петербурге на 10-й линии Васильевского острова появился и сквер Леонарда Эйлера.
В области математики Эйлер оставил после себя в России блестящих учеников: будущих академиков Семёна Кирилловича Котельникова (1723-1806), Михаила Евсеевича Головина (1756-1790), Николая Ивановича Фусса (1755-1826).
И если в сфере классической музыки ключевая заслуга в том, что Россия вошла в число мировых лидеров, принадлежит братьям Антону Григорьевичу и Николаю Григорьевичу Рубинштейнам, основателям соответственно Петербургской и Московской консерваторий, то в области математики основателем русской математической школы безусловно должен считаться Леонард Эйлер.
Если кратко представить Пантеон русской математики, самых выдающихся учёных и организаторов науки, он может выглядеть примерно так:
• Леонард Эйлер (1707-1783), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1766), академик Берлинской, Туринской, Лиссабонской и Базельской академий наук, иностранный член Парижской академии наук.
• Семён Кириллович Котельников (1723-1806), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1783).
• Тимофей Фёдорович Осиповский (1766-1832), экстраординарный академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1830), ректор Императорского Харьковского университета (1813-1820).
• Николай Иванович Лобачевский (1792-1856), ректор Императорского Казанского университета (1827-1845).
• Николай Дмитриевич Брашман (1796-1866), член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1855), основатель Московского математического общества (1864).
• Михаил Васильевич Остроградский (1801-1861), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1830).
• Виктор Яковлевич Буняковский (1804-1889), вице-президент Императорской Санкт-Петербургской академии наук (1864-1889).
• Осип Иванович Сомов (1815-1876), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1862).
• Пафнутий Львович Чебышёв (1821-1894), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1849).
• Карл Михайлович Петерсон (1828-1881).
• Николай Васильевич Бугаев (1837-1903), член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской академии наук (1879), председатель Московского математического общества (1891-1903).
• Юлиан Васильевич Сохоцкий (1842-1927), председатель Санкт-Петербургского математического общества (1892-1914).
• Николай Егорович Жуковский (1847-1921), член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1894).
• Софья Васильевна Ковалевская (1850-1891), иностранный член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1889), первая в мире женщина — профессор математики.
• Андрей Андреевич Марков (1856-1922), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1896).
• Александр Михайлович Ляпунов (1857-1918), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1901).
• Алексей Николаевич Крылов (1863-1945), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1916), академик АН СССР (1925), генерал флота.
• Владимир Андреевич Стеклов (1864-1926), академик Императорской Санкт-Петербургской Академии наук (1912), вице-президент АН СССР (1919-1926).
• Дмитрий Фёдорович Егоров (1869-1931), член-корреспондент АН СССР (1924), президент Московского математического общества (1923-1930).
• Николай Николаевич Лузин (1883-1950), академик АН СССР (1929).
• Павел Сергеевич Александров (1896-1982), академик АН СССР (1953), президент Московского математического общества (1932-1964), вице-президент Международного математического союза (1958-1962).
• Михаил Алексеевич Лаврентьев (1900-1980), академик АН СССР (1946), вице-президент АН СССР (1957-1976).
• Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987), академик АН СССР (1939).
• Андрей Николаевич Тихонов (1906-1993), академик АН СССР (1966), академик РАН (1991).
• Лев Семёнович Понтрягин (1908-1988), академик АН СССР (1958).
• Сергей Львович Соболев (1908-1989), академик АН СССР (1939).
• Мстислав Всеволодович Келдыш (1911-1978), академик АН СССР (1946), президент АН СССР (1961-1975).
• Александр Андреевич Самарский (1919-2008), академик АН СССР (1976), академик РАН (1991).
• Владимир Игоревич Арнольд (1937-2010), академик АН СССР (1990), академик РАН (1991).
Гордость страны — мощная математическая школа — заложила фундаментальные основы как в области русского инженерного дела, так и в сфере кибернетики, компьютерных систем, наук и программирования.
Что крайне важно: все они начинались с практической потребности. Прежде всего, военной.
Инженерное дело в России зарождалось с трёх главных составляющих армии того времени: фортификация, артиллерия, флот. Ещё при Иване Грозном для военных людей строительного дела были введены разряды (высший, второй, низший). Главными считались военные архитекторы-систематики, которые разрабатывали типы укреплений. В 1577 г. при Иване Грозном появляется Пушечный приказ (Пушкарский приказ). В его ведение входили строительство городов (крепостей), оборонительных линий, литьё колоколов, пушек и создание других вооружений. То было первое государственное учреждение, которое осуществляло контроль и регулирование инженерной деятельности в России.
В этом плане мы почти не отставали от Запада. Первая в Европе артиллерийская школа в Венеции открылась в 1505 г. Спустя 7 лет в Испании (Бургос) появилась Королевская артиллерийская школа. Во Франции артиллерийская школа создаётся лишь в 1690 г.
Как уже отмечалось выше, в 1701 г. Пётр I учредил в Москве при Пушкарском приказе Школу математических и навигационных наук. В 1712 г. в Москве открывается и первая инженерная школа. Затем в 1719 г. вторая инженерная школа в Петербурге. В 1715 г. там же на месте будущего Зимнего дворца создаётся Морская академия.
Инженерное дело развивается и для экономики мирного времени. В 1716 г. во Франции учреждается Корпус инженеров путей сообщения, а в Англии — Корпус королевских инженеров. В 1809 г. в Санкт-Петербурге император Александр I основывает Корпус инженеров путей сообщения, при котором был открыт и новый институт.
В XIX и начале XX века в Европе и России были востребованы инженеры для строительства сооружений (гражданские инженеры), путей сообщения (дороги, мосты, тоннели), морского дела (морские архитекторы), электроэнергетики (инженеры-электрики).
Затем к началу Второй мировой войны приоритетом становится радиотехника, авиация, бронетехника. После войны — ракетная техника, космос, военный и мирный атом.
Приоритеты и необходимость подготовки кадров для военного времени диктовали свои условия всё той же генетике науки. Соответствующая селекционная работа давала свои плоды. Которые тут же шли в дело.
Примерно до середины-конца 1960-х годов в Советском Союзе главными катализаторами генетики науки, образования, производства были атомный проект (И.В. Курчатов) и космический проект (С.П. Королёв). К ним вполне мог подключиться и кибернетический проект (В.М. Глушков), но обстоятельства сложились иначе.
Вот вкратце те события, которые сыграли роль тектонических потрясений и существенно повлияли на смену приоритетов в стране:
• 1960 (февраль) — смерть академика И. В. Курчатова.
• 1962 (октябрь) — Карибский кризис.
• 1964 (октябрь) — смещение Н. С. Хрущёва, приход к власти Л. И. Брежнева.
• 1965 (сентябрь–октябрь) — начало Косыгинской экономической реформы.
• 1966 (январь) — смерть академика С. П. Королёва.
• 1968 (март) — гибель Ю. А. Гагарина.
В США и Европе середина 1960-х годов также стала точкой технологического перелома: военные приоритеты в компьютерной сфере стали уступать место экономике мирного времени. Генетика науки, образования и бизнеса переключилась на новую селекционную работу. И именно в этот переломный момент США начинают активно бороться за мировое технологическое лидерство, практически полностью нейтрализуя Европу, а заодно и Советский Союз.
—
Руслан Богатырев — математик, поэт, публицист, историк науки и искусства, директор Европейского центра программирования им. Леонарда Эйлера, главный редактор арт-журнала «Пантеон».