Вообразите себя (если получится) умнейшим инопланетянином, ничего не знающим о нашей вселенной: существует ли некий исчерпывающий свод правил, который вы могли бы изучить и полностью разобраться во всем, что тут творится? И насколько этот свод правил объемист?

На протяжении десятилетий многие ученые верили, что «учебник вселенной» краток и содержит довольно простые принципы, а то и вовсе состоит из одногоединственного правила, которое лежит в основе всего, что случилось, случается и случится впредь в нашем мире. В 1980 году Стивен Хокинг отважно заявил, что к концу столетия мы будем держать в руках этот учебник.

В моей семье хранилась музейная копия антикварной настольной игры. При раскопках города Ура в Междуречье археологи наткнулись на изящно инкрустированную доску и несколько резных фигурок при ней. Очевидно, это была довольно сложная игра, но правила ее нам неизвестны. Создатели копии пытались вывести правила, исходя из дизайна доски и облика фигурок, но вместе с тем предлагали покупателям (и нам в том числе) самим придумывать и открывать правила этой игры.

Такова и наша вселенная: сложная, величественная, таинственная игра. Правила, конечно, должны быть, но к игре не прилагается никаких инструкций. И вселенная — отнюдь не археологическая находка, словно та игра из Ура. Это древняя игра, но она все еще продолжается. И мы сами, и все, что мы знаем (и все, нам неведомое), втянуты в эту игру. Если теория всего существует, значит, мы, как и вселенная, подчиняемся ее правилам — и в то же время пытаемся их постичь.

Казалось бы, полный свод правил вселенской игры должен заполнить обширную библиотеку, с трудом уместиться в суперкомпьютере. Нужны правила возникновения и движения галактик, причины, по которым функционирует или отказывается функционировать тело человека, почему замерзает вода, как живут растения, зачем лает собака — подробные правила внутри подробных правил внутри правил. Мыслимо ли свести все это к нескольким основополагающим принципам?

Ричард Фейнман, американский физик, лауреат Нобелевской премии, приводил замечательный пример того, как осуществляется редукция правил. Было время, напомнил он, когда мы различали «движение», «тепло» и «звук».

«Но затем выяснилось, — пишет Фейнман, — после того, как сэр Исаак Ньютон объяснил законы движения, что некоторые с виду различные явления представляют собой аспекты одного и того же. Например, звук удалось полностью объяснить движением атомов в воздухе, и тем самым звук перестал рассматриваться как отличающийся от движения феномен. Также обнаружилось, что из законов движения вполне объяснимо и тепло. Таким образом, целые глыбы теоретической физики сплавились в одну простую теорию».

Жизнь среди мельчайших частиц

Материя, из которой, как мы себе представляем, строится все во вселенной — вы и я, воздух и лед, звезды, газы, микробы, эта книга, — состоит из крошечных «кирпичиков» — атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из еще меньших частиц, а также из пустот между ними.

Самые известные частицы — электрон, который вращается вокруг ядра атома, а также протоны и нейтроны, которые собраны в ядре. Протоны и нейтроны можно разделить на еще более крохотные частицы — кварки. Все частицы материи принадлежат к классу фермионов, названных в честь великого итальянского физика Энрико Ферми. У них есть своя система сообщений, которая побуждает их определенным образом действовать или меняться. Представьте себе группу знакомых, чья система передачи сообщений состоит из четырех разных видов: телефон, факс, электронная почта и обычная почта. Не все люди посылают или получают сообщения и влияют друг на друга с помощью всех четырех видов связи. Система сообщений между фермионами также состоит из четырех разных видов связи — мы называем их «силами». Существует особый вид частиц, который передает сообщения между фермионами, а иногда и друг другу. Эти частицы-вестники именуются «бозонами». По-видимому, любая частица во вселенной является либо фермионом, либо бозоном.

К числу четырех фундаментальных сил природы относится гравитация. Можно рассматривать гравитацию, которая удерживает нас на Земле, как «сообщения», передаваемые бозонами-гравитонами между частицами атомов человеческого тела и частицами атомов Земли и побуждающие их притягиваться друг к другу. Гравитация — самая слабая из фундаментальных сил, но зато, как мы вскоре убедимся, она имеет огромный радиус действия и влияет на все во вселенной. В сумме гравитационные взаимодействия превосходят все остальные.

Вторая сила — электромагнетизм. Это сведения, передаваемые бозонами-фотонами между протонами и находящимися поблизости от них электронами, а также между электронами. Электромагнетизм вынуждает электроны вращаться вокруг ядра. В повседневной жизни фотоны проявляют себя как свет и тепло, радиоволны, микроволны и другие виды волн. Сила электромагнетизма тоже действует на больших расстояниях, и она сильнее гравитации, но ей подчинены лишь частицы, имеющие заряд.

Третья служба сообщений — сильные ядерные взаимодействия. Этой силой удерживается воедино ядро атома.

Четвертая служба — слабые ядерные взаимодействия. Они обуславливают явления радиоактивности, играют ключевую роль в начале жизни вселенной и звезд, в формировании элементов.

Гравитация, электромагнетизм, сильные ядерные взаимодействия, слабые ядерные взаимодействия — эти четыре силы отвечают за все сообщения, передаваемые между всеми фермионами вселенной, за любое взаимодействие между ними. Без этих сил каждый фермион существовал бы (если бы вообще существовал) в изоляции, не имея возможности сообщаться с другими и влиять на них, не замечая существования других. Проще говоря, без действия этих сил не происходит ничего. Если так, то, полностью поняв эти силы, мы постигнем и принципы, лежащие в основе всего, что происходит во вселенной. И мы уже получили весьма лаконичную книгу правил.

В ХХ веке усилия физиков в значительной мере сосредотачивались на том, чтобы лучше понять действие этих четырех сил и взаимоотношения между ними. Как мы в своей жизни убеждаемся, что телефон, факс и электронная почта не противопоставлены друг другу, а представляют собой разные проявления одной и той же сути, так и физики с немалым успехом старались объединить известные силы в единую «систему сообщений». Они стремятся обнаружить в итоге теорию, которая сумеет объяснить все четыре силы как одну, хотя и проявляющую себя по-разному, и, быть может, эта теория сумеет «примирить» и бозоны с фермионами. Сложится, как они это называют, «единая теория».

Но теория, полностью объясняющая вселенную, теория всего, должна зайти еще дальше. Стивена Хокинга в особенности интересовал ответ на вопрос: как выглядела вселенная в миг начала, когда еще ничего не произошло? Говоря языком физиков, каковы были «начальные условия», или «граничные условия начала вселенной»? Поскольку вопрос о граничных условиях всегда составлял самую суть исследований Хокинга, мы должны посвятить ему отдельную подглавку.

Проблема граничных условий

Представьте себе, что вы построили модель железной дороги, поставили на рельсы поезда, предусмотрели переключатели, с помощью которых будете регулировать скорость поездов. Пока вы еще не начали игру — вы задали граничные условия. Для вашей железной дороги бытие и реальность начнутся именно с такого, а не с иного состояния. Где окажется каждый поезд через пять минут после включения тока, столкнутся какие-то поезда или нет — все это определяется граничными условиями.

Допустим, вы позволили поездам покататься десять минут, ни разу не вмешавшись в их движение. И тут в комнату входит ваш приятель, и вы отключаете ток. Теперь появился новый набор граничных условий: точное положение каждой детали на момент, когда дорога остановилась. Предложите другу установить точное положение каждой детали на момент, когда вы впервые запустили игру. Казалось бы, простая картина: поезда стоят там-то и там-то, включены такие-то стрелки и переключатели, но для решения этой задачи придется задать множество вопросов. До какой скорости разгоняются и как быстро тормозят поезда? Одинаково ли сопротивление на всех участках пути? Каков угол наклона там, где дорога идет под горку? Обеспечена ли бесперебойная подача тока? Точно ли не было никаких вмешательств в работу железной дороги — может быть, участвовала какая-то сила со стороны, а теперь следов этого вмешательства не сохранилось? Огромная, непосильная задача. Ваш друг сполна ощутит проблемы современных ученых, которые пытаются восстановить исходное состояние — граничные условия в начале времени.

Понятие «граничные условия» относится отнюдь не только к истории вселенной. Речь идет о любой ситуации на данный момент времени — например, в начале лабораторного эксперимента. Но, в отличие от игрушечной железной дороги и лабораторного эксперимента, при обсуждении истории вселенной мы сталкиваемся подчас с невозможностью задать граничные условия. Одна из любимых забав Стивена — гадать, сколькими разными способами вселенная могла бы начаться, чтобы в итоге все же прийти к нынешнему своему состоянию (с той оговоркой, что наши знания и понимание законов физики верны и что эти законы не изменились во времени). В этой игре граничными условиями для Стивена служит «нынешняя картина вселенной». Он также (тут дело тонкое) использует в качестве граничных условий основные законы физики и предположение, что эти законы никогда не менялись, и пытается вывести граничные условия на момент начала вселенной, ее «первоначальное состояние»: как выглядела она в момент пуска, какой минимальный набор законов требовался, чтобы к определенному моменту в будущем вселенная стала такой, какой мы наблюдаем ее ныне? Именно работа над этим вопросом привела Хокинга к некоторым из его наиболее интересных — и удивительных — открытий.

Получить единое описание частиц и сил и прийти к пониманию граничных условий при возникновении вселенной было бы потрясающим научным достижением, но и это еще не теория всего. Всеохватывающая теория должна была бы учесть еще и «произвольные элементы», присутствующие во всех современных теориях.

Урок языка

К произвольным элементам относятся такие «природные константы», как масса и заряд электрона и скорость света. Мы знаем их по наблюдениям, но ни одна теория не способна объяснить эти величины или предсказать их. Другой пример: физикам известна сила электромагнитного поля и слабых ядерных взаимодействий. Теория электрослабых взаимодействий включает оба явления, но не объясняет, как вычислить разницу между этими двумя силами. Эта разница сил — «произвольный элемент», теория бессильна предсказать его. Физики наблюдают разницу и попросту вставляют ее в теорию «вручную», но, конечно же, видят в этом изъян, недостаток научной стройности.

Предсказание в физике не означает обращенное в будущее пророчество. Задавая вопрос, предсказывает ли та или иная теория скорость света, физик не подразумевает, что теория должна угадать, какова будет скорость света в ближайший вторник. Ученый хочет знать, сумели бы мы, опираясь на эту теорию, вычислить скорость света, если бы не было возможности замерить эту скорость в наблюдении. Так вот, ни одна из ныне признанных теорий не предсказывает скорость света. Это — произвольный элемент во всех физических теориях.

Когда Хокинг взялся за «Краткую историю времени», он хотел, помимо прочего, прояснить и сам термин «теория». Теория — это не истина с большой буквы, не правило, не факт, не последнее и окончательное слово в науке. Теория — словно игрушечный кораблик: чтобы проверить, поплывет ли он, нужно спустить кораблик на воду. Опускаем осторожно, смотрим — если наш кораблик тонет, вытаскиваем его из воды и что-то в нем переделываем или же вовсе строим новый, учитывая полученные в этом опыте знания.

Некоторые теории оказываются хорошими корабликами, они долго держатся на воде. Кое-где в них имеются течи, и ученые об этом знают, но для практических целей и такие кораблики сойдут. Некоторые теории служат нам так хорошо, так убедительно подтверждаются опытом, экспериментами, что мы начинаем принимать их за истину. Правда, сами ученые, зная, как сложна и полна неожиданностей наша вселенная, не спешат произносить слово «истина». Пусть одни теории подкреплены множеством экспериментов, а другие остаются лишь прекрасными чертежами в умах физиков — великолепно задуманные суда, так и не испытанные на воде, — опасно принимать любую из них за абсолютную, фундаментальную, научную «истину».

С другой стороны, нельзя и колебаться вечно, бесконечно перепроверять надежные теории, если не появилось новых причин усомниться в них. Для развития науки необходимо отобрать среди теорий те, на которые можно положиться, которые в достаточной мере соответствуют данным наблюдений, и, начав строительство с этих блоков, продвигаться дальше. Разумеется, в какой-то момент появятся новые идеи или открытия и попытаются затопить нашу лодку. О том, как это происходит, мы расскажем позднее.

В «Краткой истории времени» Стивен Хокинг дал такое определение научной теории: «Это всего лишь модель вселенной или какой-то ее ограниченной части и набор правил, соотносящих количественные данные этой модели с нашими наблюдениями. Модель существует только у нас в головах и не обладает иной реальностью (что бы ни означало это слово)». Проще всего понять это определение, обратившись к конкретным примерам.

Сохранилась короткая видеозапись, предположительно начала 1980-х: Хокинг через ассистента читает студентам лекцию. К этому времени речь Хокинга была уже настолько затруднена, что его понимали только самые близкие люди. В этом фильме аспирант «переводит» невнятную речь Хокинга — мы слышим: «Мы прихватили на это занятие модель вселенной», — и водружает на стол большой картонный цилиндр. Хокинг хмурится, бормочет что-то, понятное одному лишь ассистенту, и тот, извиняясь, хватает цилиндр и переворачивает его. Хокинг одобрительно кивает, студенты хохочут.

Разумеется, модель вселенной — не картонный цилиндр, не рисунок, который мы могли бы разглядеть или пощупать. Это мысленный образ, а то и рассказ — математическое уравнение или миф о творении.

В каком смысле картонный цилиндр мог представлять вселенную? Чтобы извлечь из него полноценную теорию, как фокусник извлекает из цилиндра кролика, Хокингу пришлось бы объяснить связь этой модели с тем, что мы видим вокруг, с «данными наблюдений» или с теми данными, которые мы могли бы получить, располагай мы более точной аппаратурой для наблюдений. И даже если кто-то поставит на стол картонный цилиндр и объяснит его связь с реальной вселенной, мы еще не обязаны признать этот цилиндр единственной моделью вселенной. Никто не заставляет нас доверчиво глотать любые теории: сперва нужно присмотреться и разобраться. Это всего лишь идея, существующая «только у нас в голове». Может быть, этот картонный цилиндр и годится в модели, а может быть, найдутся факты, противоречащие такой теории. Возможно, мы убедимся, что правила игры, в которую мы вовлечены, в чем-то отличаются от правил, подразумеваемых этой картонной моделью. Означает ли это, что нам предложили «плохую» теорию? Нет, вполне вероятно, что для своего времени это была очень даже хорошая теория, и пока ученые разбирались с ней, проверяли, что-то в ней меняли или опровергали ее, они многому успели научиться.

И для того чтобы покончить с этой теорией, понадобились новый подход, эксперименты, открытия, в результате которых сложилась новая, более удачная теория или же эта работа окупилась каким-то иным образом.

По каким же критериям оценивается, насколько «хороша» теория? Процитируем вновь Хокинга: она должна «точно описывать целый класс наблюдений на основании модели, содержащей не слишком много произвольных элементов, и должна с определенностью предсказывать результаты будущих наблюдений».

Например, теория всемирного тяготения Ньютона охватывает огромный класс наблюдений. Она предсказывает как поведение объектов, падающих на Землю, так и движение планет по их орбитам.

Однако следует учесть, что хорошая теория рождается не только из наблюдения — это может быть шальная догадка, подвиг воображения. «Способность к скачкам воображения — дар, необходимый физику-теоретику», — утверждает Хокинг. Тем не менее хорошая теория не должна противоречить уже известным данным наблюдений, разве что к ней прилагается убедительное объяснение, почему этими наблюдениями можно пренебречь. Так, теория суперструн, одна из самых интересных современных теорий, предсказывает существование более трех пространственных измерений, и это со всей очевидностью противоречит тому, что мы видим собственными глазами. Теоретики предлагают объяснение: дополнительные измерения свернуты и потому недоступны нашему зрению.

Что подразумевает второе требование Хокинга — ограничить число произвольных элементов в теории, — нам уже известно. И последнее требование: хорошая теория должна предсказывать результаты будущих наблюдений. Она бросает ученым вызов: проверьте меня в эксперименте! Она говорит нам, чтó мы увидим, если эта теория верна. Она также подскажет нам, какие наблюдения смогут опровергнуть эту теорию, если она окажется неверной. Например, общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает искривление световых лучей дальних звезд при прохождении мимо тел, обладающих большой массой, — например, мимо Солнца. Это предсказание можно проверить, и проверка подтвердила правоту Эйнштейна.

Некоторые теории, в том числе большинство теорий Стивена Хокинга, не поддаются проверке с помощью современных технологий. Может быть, подходящих технологий не создадут и в будущем. Тем не менее эти теории проверяются — математически. Они должны математически соответствовать тому, что нам известно и что мы наблюдаем. Однако ранние стадии формирования вселенной нам наблюдать не дано, и нет прямых данных за или против гипотезы об отсутствии граничных условий (о ней мы поговорим в дальнейшем). Кое-какие тесты для доказательства или опровержения существования «кротовых нор» предлагались, но сам Хокинг сомневался в результативности этих проверок. Зато он поведал нам, что мы обнаружим, если когда-нибудь обзаведемся нужной технологией, и он убежден, что его теории не противоречат уже имеющимся данным. В некоторых случаях он отваживался предсказывать вполне конкретные результаты опытов и наблюдений, которые должны раздвинуть границы нынешних наших возможностей.

Если вселенная едина и гармонична, то граничные условия при возникновении вселенной, элементарные частицы и управляющие ими силы, физические константы — все взаимосвязано и полностью совпадает и подчиняется единому закону, неизбежному, абсолютному и самоочевидному. Достигни мы такого уровня понимания, мы бы действительно открыли теорию всего, абсолютно всего, вероятно, получили бы даже ответ на вопрос, почему вселенная устроена именно таким образом. Проникли бы в «замысел Бога», как формулирует Хокинг в «Краткой истории времени», в «Великий замысел», как он выражается в недавней книге, именно так и озаглавленной.

В России Александра Барда знают в первую очередь как усатого дядьку из поп-фрик-кабаре Army Of Lovers; в Европе — как основателя групп Vacuum и Bodies Without Organs (название последней, кстати, взято из понятийного аппарата, разработанного Жилем Делезом и Феликсом Гваттари); в Швеции — как социолога, философа и футуролога. Его книга «Нетократия. Новая правящая элита и жизнь после капитализма», написанная в соавторстве с журналистом Яном Зодерквистом, разошлась почти полумилионным тиражом и была переведена на 16 языков, включая русский. Бард — один из пионеров изучения интернета как социального явления. Изобретенный им термин «нетократия» обозначает форму правления, при которой определяющую роль играют не материальные, а информационные ресурсы, и которая, по мнению автора, в скором времени придет на смену капитализму.

Работать над диссертацией «Радиальные скорости в зодиакальном пылевом облаке» гитарист Queen начал еще в середине 1970-х годов. Однако гастрольный график группы был настолько напряженным, что музыканту пришлось на время отказаться от научных амбиций. К астрофизике Брайан Мэй вернулся только в начале двухтысячных, когда получил степень кандидата наук, стал почетным ректором Ливерпульского университета имени Джона Мурса и написал книгу «Большой взрыв! Полная история Вселенной» вместе со своим другом, известным английским астрономом Патриком Муром и его коллегой Крисом Линтоттом. Мур тридцать с лишним лет вел цикл научно-популярных передач «Ночное небо» на телеканале BBC, и после его смерти Королевское астрономическое общество настаивало на том, чтобы кресло ведущего передали именно Мэю. Увы, должность в итоге досталась более опытному Линтотту.

Красавица Натали Портман на поверку оказалась еще и умницей: уже будучи достаточно известной актрисой и имея в своем активе роли в «Звездных войнах» и «Все говорят, что я люблю тебя», она решила получить образование и поступила в Гарвард на факультет психологии. Там Портман ассистировала профессору Алану Дершовицу — известному американскому юристу и политическому комментатору, который специализируется на арабо-израильском вопросе. А в 2002 году Портман вместе с однокашниками опубликовала работу «Активность лобной доли мозга при объектном постоянстве» под своей настоящей фамилией Хершлаг. Конечно, вклад актрисы в науку невелик, но сама она утверждает, что Гарвард произвел на нее куда большее впечатление, чем Голливуд: в университете ее окружали экстраординарные личности, а на съемочной площадке — самые обычные.

Хеди Ламарр вошла в историю как первая актриса, снявшаяся обнаженной в полнометражном кино: в чехословацком фильме «Экстаз» она играла юную нимфоманку и нагишом плескалась в лесном озере. Еврейка по происхождению, Ламарр бежала из Европы в Голливуд задолго до начала Второй мировой войны, но успела заразиться стойким отвращением к гитлеровскому режиму и на досуге пыталась придумать технические новшества, которые помогли бы армии США в сражениях. Энтузиазм актрисы не пропал даром: в 1942 году она запатентовала систему, позволявшую управлять торпедами на расстоянии и защищать их от перехвата с помощью технологии «прыгающих частот». Доводить идею до ума Хеди Ламарр помогал ее друг Джордж Антейл —композитор-авангардист, увлекавшийся эндокринологией. Впоследствии патент Ламарр лег в основу Spread Spectrum — техник и методов связи с расширенным спектром; сегодня она используется в мобильной телефонии, GPS, Wi-Fi. А в немецкоговорящих странах день рождения актрисы — 9 ноября — отмечают как День изобретателя.

Английский физик Брайан Кокс — показательный пример того, как должен выглядеть современный ученый: улыбчивый, опрятный и бесконечно обаятельный, он явно не испытывает проблем с социализацией и не отпугивает простых смертных своим зашкаливающим IQ. Кокс изучает физику элементарных частиц, состоит в Европейской организации по ядерным исследованиям, работает в эксперименте ATLAS на Большом адронном коллайдере, ведет передачи на BBC и пишет книги с игривыми названиями вроде «Почему E=mc²? (И какое нам до этого дело?)». При этом в юности Брайан Кокс был крайне далек от образа успешного и уважаемого популяризатора науки: он носил длинные волосы, одевался в кожу с ног до головы и играл на клавишах в группах Dare и D:Ream. Последняя даже была довольно востребованной и отметилась на вершине британских чартов с хитом Things Can Only Get Better. Для Кокса — уж точно.

Основоположник русского эпического симфонизма и участник «Могучей кучки», композитор Александр Бородин с раннего детства увлекался не только музыкой, но и химией. Незаконнорожденный сын грузинского князя Гедеванишвили, он получил прекрасное образование и имел возможность сочинять концерты и параллельно ставить опыты. Бородин изучал химию под руководством великого Николая Зинина — первого президента Русского химического общества, написал более сорока научных работ, защитил диссертацию по теме «Об аналогии фосфорной и мышьяковой кислоты в химических и токсикологических отношениях» и первым в мире смог получить фтороорганическое соединение — фтористый бензоил. Он так много времени и сил отдавал лабораторным опытам, что на музыкальную деятельность их практически не оставалось: оперу «Князь Игорь» Бородин писал 18 лет — и все равно не успел завершить.

Младший из братьев Маркс — патриархов голливудской комедии — в кадре работал в легкомысленном амлуа «красавчик», зато в жизни был человеком серьезным и предприимчивым: инженер-самоучка, он мог отремонтировать любой бытовой прибор и частенько чинил автомобиль, принадлежавший актерскому семейному подряду. В конце шестидесятых, когда братья Маркс отошли от съемочных дел, Зеппо решил послужить на благо обществу и изобрел датчик пульса: электронные часы, которые издавали тревожный сигнал, если сердце их обладателя начинало биться слишком часто; предназначались они в первую очередь для кардиобольных. Кроме того, комик запатентовал грелку, подключавшуюся к генератору пара: до этого в госпиталях использовали смоченные горячей водой полотенца. Братья Маркс отлично зарабатывали в киноиндустрии, однако мультимиллионером Зеппо сделали не ужимки перед камерой, а его изобретения.

Хотя формально панк-идеология декларирует разрушение всех социальных норм, основателю, солисту и автору песен группы Bad Religion Грэгу Граффину это ничуть не помешало сколотить приличную академическую карьеру. В Калифорнийском университете он изучал антропологию и геологию, а позже переключился на зоологию и защитил диссертацию в Корнелльском университете, который входит в элитную Лигу плюща. Тема его работы — «Монизм, атеизм и натуралистическое воззрение в перспективе эволюционной биологии». Граффин читает курсы лекций, посвященных дарвиновской теории, в своей калифорнийской альма-матер, а в 2008 году гарвардское Сообщество гуманистов, атеистов и агностиков вручило ему награду за выдающиеся достижения в области культурного гуманизма. На торжественной церемонии вручения премии Граффин спел под гитару несколько треков Bad Religion.

Айзек Азимов — без преувеличения, самый известный и авторитетный популяризатор науки, вышедший из литературной среды. Правда, прежде чем прочно войти в эту самую среду, он успел выучиться на биохимика и получить степень кандидата наук за диссертацию по теме «Кинетика реакции инактивации тирозиназы в процессе ее катализа аэробного окисления пирокахетина», а позже — стать профессором медицинского факультета Бостонского университета. При этом интересы Азимова выходили далеко за пределы естественных наук: например, он отметился на ниве филологии, выпустив путеводитель по шекспировским пьесам. В годы Второй мировой войны писатель работал химиком на верфи для военных судов, где его коллегой был еще один представитель Большой тройки научных фантастов — Роберт Хайнлайн. Помимо Азимова и Хайнлайна в нее входит Артур Кларк, который, в свою очередь, внес большой вклад в развитие глобальных систем коммуникаций, предложив идею создания сети спутников связи на геостационарной орбите.

Тимоти Гауэрс и Рэнди Шекман — это всего два примера. Но кто знает, сколько менее знаменитых ученых втайне поддержали их решение? Или готовы поддержать, как только появится реальная альтернатива гигантским научным издательствам? Ведь сколько еще можно выбирать себе темы «в духе последних исследований», да еще и невольно заставлять обычных граждан дважды платить за научные исследования — сначала финансируя их, а потом еще и покупая научные статьи.

Впрочем, решение этой проблемы начало вызревать еще задолго до 2012 года — первые открытые электронные научные журналы, статьи из которых может без ограничений скачать любой желающий, стали появляться еще в нулевых. Их работа может быть организована совершенно по-разному. Одни берут деньги (на оплату труда верстальщиков/корректоров/дизайнеров или даже рецензентов) с авторов статей, а другие существуют на спонсорские средства от ведущих организаций (институтов, библиотек, фондов). Одни выкладывают статьи в общий доступ сразу, а другие лишь по прошествии времени или вовсе только разрешают авторам статьи повторно публиковать свои работы на сторонних ресурсах.

В любом случае, главный принцип открытых научных журналов остается неизменным — читатель не должен платить за материалы. Такой подход понемногу начинает менять саму традицию написания научных статей. Ведь теперь издатели могут ориентироваться не на абстрактный читательский интерес к модным терминам, а на чуть более ощутимые вещи, такие как количество скачиваний или репостов в социальных сетях. Ну, а про самих ученых, наверное, и говорить не стоит. Что лучше — писать для нескольких десятков-сотен своих коллег или для всего мира? В такой борьбе за читательское внимание и научную истину можно и про карьерную лестницу случайно забыть.

Гарантии качества

Впрочем, есть у открытых научных журналов и свои минусы. Во-первых, это их количество — более 8 тысяч даже по самым скромным оценкам. Любой исследователь может просто потонуть в таком потоке информации. А во-вторых, это их качество — часто в этот поток непроверенных данных, однообразных экспериментов или даже откровенной фальши и не стоит погружаться.

Сотрудник Гарвардского университета Джон Боханон даже поставил своеобразный эксперимент, результаты которого опубликовал в октябре 2013 года на страницах Science. Джон написал абсолютно выдуманную работу об обнаружении влияния выделенного из лишайника вещества на рост раковых клеток и разослал ее разные вариации в редакции 304 англоязычных научных журналов. В каждой из них содержались серьезные методологические ошибки, но только у редакторов 34 изданий возникли вопросы по научному содержанию статей (здесь можно посмотреть интерактивную карту с результатами эксперимента. Интересно, что многие журналы со словами «American» или «European» издаются в Индии, Китае или Африке).

Похожий эксперимент с российским журналом в 2008 году провел вместе со своими коллегами по газете «Троицкий вариант» биоинформатик Михаил Гельфанд. Тогда «Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов» опубликовал посланную ими статью «Корчеватель: алгоритм типичной унификации точек доступа и избыточности», которая была просто автоматическим переводом абсолютно бессмысленной и сгенерированной с аналогичными целями (проверить надежность рецензирования журналов) англоязычной статьи «Rooter: A Methodology for the Typical Unification of Access Points and Redundancy».

Чем не свидетельство провала «открытого» подхода к изданию научных журналов? Получается, за деньги авторов рецензенты готовы пропустить любую несуразицу — издатели ее опубликуют, а читатель снова останется в дураках? Но не стоит забывать, что эксперимент Джона Бонахона не был чистым во всем смыслах. Ведь подложную статью для сравнения можно было послать и в обычные рецензируемые журналы. Да и опубликовался Бонахон на страницах настоящего флагмана традиционных научных издательств. Так что борьба ученых за открытые научные знания еще не закончилась. Да и вряд ли закончится, пока устоявшаяся и почти средневековая индустрия научных статей не научится играть по правилам интернета.

Издается с декабря 2006 года. Один из семи журналов, издаваемых Public Library of Science, чьи реферируемые издания специализируются в основном на биологических науках. Журнал PLoS ONE — самый широкий по тематикам среди них.

Выходит только в онлайн-версии, а потому не ограничен в объемах. На конец 2013 года был самым большим рецензируемым научным журналом мира. Политика издания очень проста — редакция принимает к рассмотрению все статьи, независимо от тематики. Принципиально важна только точность методологии и статистическая достоверность приведенных данных.

За неожиданные и смелые научные статьи PLoS ONE завоевал особую любовь научных журналистов (к примеру, многие лауреаты Шнобелевской премии публиковали свои исследования именно в PLoS ONE). Тем не менее PLoS ONE пользуется все большим уважением и в среде научной.

Публикация в журнале платная. Авторы из большинства стран мира должны заплатить за нее 1350 $. Есть два списка стран, для которых предусмотрены скидки — публикация для них стоит 500 $ или вовсе будет бесплатной.

Практически точная копия PLoS ONE, издаваемая с 2011 года самой авторитетной в мире науки издательской научной группой Nature. С точностью совпадают даже плата, предусмотренная для авторов. Сразу после появления журнала редакция PLoS ONE даже послала в Nature письмо, поздравляющее издательскую группу со вхождением в мир открытых журналов.

Поразительно, но один из самых авторитетных отечественных научных журналов является абсолютно открытым. С российскими журналами дело вообще плохо, но УФН традиционно читается, цитируется и ценится мировыми учеными. Так, именно на страницах УФН в далеком 1967 году появилось первое теоретическое предсказание культовых объектов для современных физиков — метаматериалов, то есть материалов с отрицательным показателем преломления света.

Издается журнал с 1918 года. Сейчас публикует в основном обзорные работы из разных областей физики, за написание которых вопреки мировой традиции даже платит своим авторам.

Журнал является практически волонтерским проектом двухсот ведущих специалистов по биомедицине и науках о жизни со всего мира. С авторов статей не предусмотрено никакой платы (частично расходы редакции покрывают спонсорские деньги родных институтов и таких крупных научных коллабораций как общество Макса Планка).

Возглавляет редакционную коллегию тот самый «бунтарь», обладатель Нобелевской премии Рэнди Шекман. Существует журнал с конца 2012 года, за год 2013 в нем вышло 287 статей. Особое внимание, со слов редакции, уделяется работам молодых ученых и поиску новых подходов к представлению и обсуждению научной информации.

Формально сервер arXiv.org не является рецензируемым научным журналом. Но не упомянуть его в этом списке было бы почти преступлением. 21 год назад arXiv.org был основан в Лос-Аламосской национальной лаборатории США. Теперь он поддерживается на деньги Корнельского университета и представляет собой гигантский электронный архив как препринтов (версии статей, которые ученые еще только посылают на рецензирование в журнал), так и окончательных версий научных публикаций (здесь могут размещаться статьи из тех самых условно-открытых журналов, которые лишь разрешают публиковать работы повторно на сторонних серверах).

Формально статья на arXiv.org научной публикацией не считается, но некоторых это не останавливает. Так, Григорий Перельман опубликовал свое доказательство гипотезы Пуанкаре именно здесь. Кроме того, публикация на arXiv.org, замеченная и оцененная коллегами, часто помогает ученым довести до ума свой текст перед подачей в традиционный научный журнал.

Сейчас в arXiv.org база из более полумиллиона статей по физике, математике, астрономии и многим другим наукам. Ежемесячные обзоры интересных работ по астрофизике, составляемые российским популяризатором науки, астрофизиком Сергеем Поповым, можно почитать здесь.

Конечно, про все открытые научные журналы написать невозможно. Поэтому закончим текст ссылками на еще два полезных списка. В первом — журналы из самых разных научных областей, а во втором — журналы одного из пионеров области, издательства BioMed Central.