То есть весьма разнообразное применение находят эти генетические данн
ые, в особенности, пожалуй, в области медицинской генетики, в области нейр
огенетики, которая опять-таки повышает социальное звучание генетики и в
ызывает дополнительные дискуссии. Поскольку это сложный вопрос, коль ск
оро речь заходит о человеке. Тут встает проблема воспитания, нужно понят
ь все-таки, какую роль играют гены в воспитании. На однояйцовых близнецах
показана огромная роль генетического материала. Если, допустим, один одн
ояйцовый близнец футболистом стал, то и другой обязательно станет. И бол
ее того, если один вратарем, то и тот вратарем будет. Часто однояйцовые бли
знецы и болеют одинаково. Причем, такую работу проводили в разных услови
ях воспитания. И оказалось, что те качества, которые у однояйцовых близне
цов проявляются сходно, не зависят от того, в какой семье воспитывались э
ти близнецы. Различия в системе воспитания, в системе питания и прочего н
икак не сказываются на тех качествах, которые близнецы проявляют в смысл
е высшей нервной деятельности. Они абсолютно идентичны. Это, конечно, сви
детельствует о том, что генетический аппарат играет очень большую роль.

И в силу тех особенностей генов, которые мы обозначали как норму реакции,
различного рода проявления генной активности подлежат определенной ко
ррекции Ц если точно знать, как ген работает, что он делает, какой продукт
вырабатывает. Это достижение молекулярной генетики, мы можем конкретно
всё знать: какие гены, какие продукты. Если это знать, то можно нормализова
ть или улучшить в нужном направлении функции гена. Это как раз пути разви
тия современной генетики.
А.Г. Надо констатировать, что классическая генетика жива…
Л.К. Да, жива. Ее детализируют, развивают, но она жива. Ее постулат
ы остаются в силе, не нужно обижать, так сказать, классическую генетику и г
оворить, что нужно менять парадигму. Не нужно менять парадигму.
А.Г. Но, тем не менее, парадигма современной генетики проливает
свет на многие смежные дисциплины, начиная от медицины, классической био
логии и заканчивая, наверное, даже социологией и политикой.
Л.К. В том-то и дело, в том-то и дело… Социологи очень интересуютс
я сейчас, кстати, генетикой.
А.Г. Да, наука будущего. Психологи бы интересовались побольше…


Нейтрино


8.10.03
(хр. 00:50:00)

Участники:
Владимир Михайлович Лобашев Ц академик РАН
Семен Соломонович Герштейн Ц академик РАН

Александр Гордон: …историю, как эта частица Ц когда-то мифиче
ская, в существовании которой сомневались очень многие Ц была названа.
Можете рассказать эту историю и вообще историю появления нейтрино в физ
ике?
Семен Герштейн: Вы знаете, это действительно очень поучительн
ая история…
Владимир Лобашев: Хотя и не единственная такого сорта.
С.Г. Радиоактивность, как известно, бывает альфа, бета и гамма. А
льфа-частица при распаде какого-то ядра всегда вылетает с определенной
энергией, потому что это двухчастичный распад и его определяют законы со
хранения энергии и импульса. А вот бета-электроны вылетают с разными эне
ргиями, энергия куда-то теряется. И это был кошмар для физиков 20-х годов. Пр
оверяли всячески Ц но энергия ускользала. Даже великий Бор предположил
, что, может быть, энергия сохраняется не точно, а только статистически. Бо
лее того, Ландау даже думал, что энергия звезд может быть связана с этим пр
оцессом. Об энергии звезд, я думаю, мы тоже поговорим и о связи ее с нейтрин
о.
Гипотезу о том, что, может быть, вместе с электроном улетает какая-то нейт
ральная частица, которая обладает большой проникающей способностью, бы
ла высказана швейцарским физиком Вольфгангом Паули.
В.Л. Гипотеза была изложена в письме, где, кроме всего прочего, П
аули объяснял свое отсутствие необходимостью подготовиться к новогодн
ему балу.
С.Г. Он написал письмо: «Дорогие радиоактивные дамы, радиоакти
вные господа, я думаю, что может быть такая вещь», Ц он думал, что нейтрино
вылетает из ядра. Вечером в пивной он сказал своему другу, тоже впоследст
вии знаменитому астроному Бааде: «Я сделал нечто недостойное для теорет
ика Ц я выдвинул гипотезу, которую никогда нельзя будет проверить». На ч
то Бааде предложил ему пари на бутылку шампанского, которое любил Паули,
и сказал, что когда обнаружат, тогда и разопьем. В 56-ом году, когда впервые д
остоверно обнаружили нейтрино, Бааде напомнил Паули об этом и они с удов
ольствием распили бутылку шампанского.
Для того чтобы включить нейтрино в бета-распад, Ферми пришлось придумат
ь новый тип взаимодействия. По существу, тогда были известны только элек
тромагнитные и гравитационные взаимодействия. И чтобы объяснить вылет
ание нейтральной частицы, Ферми предположил еще одно взаимодействие, ег
о назвали специальной бета-силой, в которой рождаются электрон и нейтри
но. Правда, из математического удобства…
В.Л. Слово «нейтрино», имя «нейтрино» все-таки возникло сразу ж
е. «Нейтрино» Ц это «нейтрончик» в переводе с итальянского.
С.Г. Кстати, в этом письме Паули отождествлял нейтрон и нейтрин
о. Но когда он понял, что должна быть меньшая масса, он от этого отказался. Н
о в каком-то смысле в этом шутливом письме он предсказал и нейтрон, и нейт
рино. Но для удобства математического описания он назвал это антинейтри
но.
Теперь смотрите, какую роль сыграло вообще в физике антинейтрино. Сразу
же, как только была опубликована работа Ферми Ц это 33-й год Ц Игорь Евген
ьевич Тамм и Дмитрий Дмитриевич Иваненко независимо предложили с помощ
ью бета-сил объяснять ядерные силы, связывающие протоны и нейтроны в ядр
е. Но когда все сосчитали Ц увидели, что не хватает 14 порядков. Однако эту р
аботу Игорь Евгеньевич считал одной из лучших своих работ, несмотря на Н
обелевскую премию, которую он получил совсем за другое. И действительно,
эта работа Тамма и Иваненко стимулировала японского физика Юкаву, котор
ый воспринял идею обмена частиц и предположил, что протоны и нейтроны в я
дре обмениваются какой-то неизвестной частицей, а силу взаимодействия,
поскольку это неизвестная частица, он мог приписать любую. И из радиуса д
ействия ядерных сил, который был экспериментально известен, он указал ма
ссу Ц примерно 200-300 электронных масс. И почти сразу в космических лучах та
кая частица была найдена Ц с массой не то 200, не то 300 Ц опыты были грубые.
Но оказалось, что она обладает совсем не теми свойствами, что частицы Юка
ва. Она слабо взаимодействует с веществом, проходит всю атмосферу в косм
ических лучах. Пи-мезон не мог бы это сделать, там десять длин поглощение.
И это была тоже некая трагедия. В 44-ом году, во время войны, специально устр
оили экспедицию на гору Арагац, создали лабораторию Алиханяна и Алихано
ва для изучения этого вопроса. Но, к сожалению, их здесь подвел темперамен
т. Они обнаружили слишком много частиц, получили даже за это Сталинскую п
ремию. Назвали их варитроны и так далее. Оказалось, что среди этих частиц и
была нужная частица. Но это сделал уже Блекетт Ц английский физик, Паули
и Оккиалини. Они обнаружили, что действительно есть частица Юкава, котор
ая распадается на частицу, которую назвали мю-мезон, и нейтральную части
цу, которую назвали нейтрино. Но, вообще говоря, никаких данных, что это то
же самое нейтрино, что и в бета-распаде, не было. Оказалось, что это другое н
ейтрино.
Можно и дальше говорить, какую роль сыграло нейтрино. Потом открыли то, чт
о называется «не сохранение четности в слабых взаимодействиях», то, что
законы природы не зеркально-симметричны, как это происходит в электрома
гнитном поле и для сильных взаимодействий. Независимо друг от друга неск
олько человек Ц Ландау, Ли, Янг, Салам, все Нобелевские лауреаты впоследс
твии, Ц предположили, что нейтрино является спиральной частицей. Спира
льная частица Ц как винтик, у нее вращение направлено против импульса, э
то доказали эксперименты. Такая частица должна была быть безмассовой, мы
к этому вернемся. Безмассовой, потому что если у нее есть масса, а скорост
ь меньше скорости света, то, если вы сядете в систему координат, движущуюс
я вместе с частицей или даже быстрее её, то импульс и вращение сменятся с л
евого на правое.
В.Л. Это-то как раз было трагедией для экспериментаторов, потом
у что заранее постулируется, что частица не имеет массы. Что еще можно иск
ать? Но, тем не менее, надо отдать должное экспериментаторам того поколен
ия Ц они начали искать массу с самого начала. Хотя уже существовала гипо
теза о Вейлевском нейтрино, ужасно красивая.
С.Г. Автоматически предсказывалось, что масса ноль.
В.Л. Да, масса ноль и зачем искать? Но, тем не менее, поиски началис
ь буквально почти с момента появления гипотезы о существовании нейтрин
о. И в этом деле очень большую роль сыграл распад трития, потому что тритий
оказался наиболее, как говорится, «комильфо» для этих экспериментов, по
скольку он обладал очень маленькой, по меркам радиоактивных веществ, эне
ргией распада. И поэтому уже сразу было видно: раз он существует, распадае
тся, значит, масса нейтрино меньше энергии перехода. А это означало, что ма
сса нейтрино меньше, чем масса электрона, почти в сотню раз. Но тогда несло
жно предположить, что, наверное, она близка к нулю.
А.Г. Он и есть.
В. Л. А вот есть или нет Ц это тогда абсолютно не было известно.
С.Г. Оказалось, что очень красивые теоретические соображения п
озволяют понять, что масса нейтрино Ц ноль. Но я хотел бы продолжить.
Дальше две пары американских физиков Фейнман и Гелман, с одной стороны, и
еще раньше Маршак и Сударшан использовали идею спиральности и решили, чт
о все частицы Ц и массивные, и электроны, и протоны, Ц имеющие массу, тоже
входят слегка левым образом. На основе этого предположения им удалось со
здать теорию бета-распада, а к тому времени были известны и другие событи
я, где участвовали бета-силы.
И одно из первых предположений возникло в 46-ом году, когда выяснилось, что
частицы, предполагали юкавскими, в веществе живут долго. Понтекорво пред
положил, что эти мю-мезоны захватываются ядрами наподобие того, как иног
да электроны захватываются ядрами с испусканием нейтрино. Отсюда пошла
гипотеза об универсальности слабых взаимодействий, что бета-силы не оди
ночные силы, а все распады с испусканием нейтрино и других частиц, связан
ы со слабыми взаимодействиями. А форма взаимодействия была такая, как ес
ли бы два тока обменивались частицей, имеющей спин единицу. Когда это был
о выяснено, была создана единая теория электрослабых взаимодействий, об
ъединили слабые взаимодействия с электромагнитными. Точно так же, как в 19
-ом веке Фарадей и Максвелл обнаружили единство магнитных и электрическ
их сил, так обнаружено было и это единство слабых и электромагнитных вза
имодействий.
Нейтрино в этом сыграло выдающуюся роль, потому что так называемый «V-А ва
риант» был построен по типу взаимодействия левых и правых частиц. И это б
лестяще подтвердилось. Принципы, на которых была построена теория, потом
использовались уже в теории сильных взаимодействий Ц взаимодействий
кварков. Возникла новая наука «квантовая хромодинамика».
Последние открытия, о которых Владимир Михайлович будет говорить, показ
ывают, что нейтрино поведет нас еще и дальше, возможно, действительно к фу
ндаментальнейшим следствиям.
В.Л. Вглубь Вселенной.
А.Г. Как?
В.Л. Нейтрино вместе с реликтовым фотоном является самой распр
остраненной частицей в мире, то есть на каждый, скажем, нуклон или же тяжел
ую частицу приходится примерно десять в девятой степени нейтрино. То ест
ь, вообще говоря, мы находимся в нейтринном море…
С.Г. «Нейтрино вокруг нас».
В.Л. Особенно большую роль это играло в момент биг-бенга, то ест
ь рождения Вселенной. Тогда вообще существовали только электромагнитн
ая плазма и нейтрино. А потом, при расширении, нейтрино смогли бы взаимоде
йствовать друг с другом и за счет флуктуации образовать зародыши галакт
ик…
С.Г. Если бы у них была масса.
В.Л. И вот теперь вопрос: галактики-то существуют. А действитель
но ли нейтрино вызвало это? По исследованиям реликтового излучения, дейс
твительно, нейтрино вроде бы имеют малую массу и способны вызвать эти фл
уктуации. Теперь дело за подтверждением этого экспериментами на Земле.

С.Г. Но, в конечном счете, твой эксперимент показывает, что это н
е так. Нейтрино играют во Вселенной колоссальную роль, но не…
А.Г. Дайте, я попробую задать вопрос, а вы поймете, понимаю я, о чем
идет речь или нет. Нейтрино много, и они обладают маленькой, но массой. За с
чет общего количества этих частиц можно предположить общую массу нейтр
ино во Вселенной и таким образом избавиться от давно мучащего нас вопрос
а: почему та материя, которую мы имеем, занимает такой незначительный про
цент? Так теперь, оказывается, списать это на нейтрино не получается, даже
если мы учитываем, что нейтрино может изменяться?
В.Л. Несомненно, что нейтрино в начале, примерно, по-моему, 400000 лет
после биг-бенга, играли лидирующую роль в образовании флуктуации. Я дума
ю, что…
С.Г. Нет, нет. Вы очень хорошо поняли тему, потому что как раз из эт
их соображений Яков Борис Зельдович и я оценили верхний предел на массу
всех типов нейтрино. Он тогда был примерно в тысячу раз, скажем, меньше, че
м масса электрона. Сейчас эта цифра опять уменьшена, до 20 электрон-вольт…
Но ваш вопрос совершенно правильный. Потому что из этих соображений мы и
оценили в свое время верхнюю границу. Но… оказалось, что существует три т
ипа нейтрино. Массу электронного нейтрино Владимир Михайлович с рекорд
ной точностью ограничил верхним пределом Ц два электрон-вольт сейчас,
да?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30