В. А. Хамитов

Математика и горох

Без знания дробей никто не может признаваться
сведущим в арифметике.
ЦИЦЕРОН

Теплым августовским вечером 1864 г. в своем кабинете сидел уже немолодой человек и что­-то с увлечением писал. Он был священником, и логично было предположить, что на бумаге возникает конспект проповеди на завтра. Но посторонний наблюдатель был бы крайне удивлен, увидев, что написал святой отец. На листах бумаги появлялись математические формулы и колонки цифр. Изредка, видимо, устав от работы, пастор глядел в монастырский сад, давая отдых утомленным глазам… Легкий ветерок, задувавший в окно, шевелил его поредевшие волосы, а правая рука автоматически делала рисунок, еще один и еще. На рисунках можно было узнать горох.

Святой отец устал, но его лицо светилось радостью. Он решил задачу, над которой бился столько лет, отказывая себе даже в тех мирских радостях, которые церковь разрешала священникам. Его семьей стали монахи, домом – монастырь, а единственной любовью и страстью на всю жизнь – наука. Ей он посвящал все свободное время и все свои силы. Как звали этого затворника? Ученый патер носил фамилию Мендель.

Иоганн Мендель родился в чешской деревушке Гинчице 22 июня 1822 г. в семье крестьянина. Отец  его был немцем по национальности, мать – чешкой. Семья жила небогато, но родители желали чтобы Ян (так звучит имя Jogann на чешском языке) получил хорошее образование.

В одиннадцать лет Ян успешно закончил сельскую начальную школу и через семь лет получил аттестат зрелости за курс гимназии в г. Опаве.
В 1840 г. молодой человек поступает на философский факультет г. Оломоуца (название того времени: Ольмюц – Olmutz). Уже в школе и гимназии преподаватели отмечали прекрасные математические способности юноши. Это иногда приводило к курьезам. В гимназии проходила инспекторская проверка. На уроке математики случайно перепутали задание и дали работу для следующего класса. Ошибку исправили минут через двадцать. К великому изумлению проверяющих, у Менделя оказалось две работы. За задания для своего класса он получил отметку «превосходно», а за работу для старшеклассников – «очень хорошо».

На летних каникулах Ян работал в отцовском хозяйстве, ухаживал за фруктовыми деревьями, цветами, наблюдал за жизнью птиц и насекомых. Но в 1838 г. случился неурожай, дела у отца пошли хуже, и Яну пришлось совмещать работу с учебой. Это было нелегко, и в 1843 г. Ян постригся в монахи в августинском монастыре г. Брюнна (Brunn, ныне – Брно), получив новое имя – Грегор.

Монастырь святого Фомы был в то время средоточием научной и просветительской жизни Моравии. При монастыре имелись прекрасная библиотека, огромная коллекция минералов и великолепный гербарий. Грегор был сыт, одет и обут, а самое главное, мог дальше продолжать учебу. Помимо теологических дисциплин, молодой монах посещал лекции по сельскому хозяйству, виноградарству и шелкопроизводству.

В 1847 г. Грегор получает сан аббата, а с 1848 г. начинает преподавать иностранные языки и математику в гимназии г. Знойно. Но получить звание учителя ему не удалось… самое удивительное, что из­за низкого балла, полученного на аттестационном экзамене по биологии!

В дальнейшем настоятель монастыря, видевший стремление Грегора Менделя к науке, послал его учиться в Венский университет. Вернувшись в 1856 г. в Брно, Грегор начал экспериментировать в монастырском саду. Его выбор пал на сорта гороха с разной окраской цветков и семян. Это было очень удачно – у многих других растений наследование сходных признаков замаскировано разной степенью проявления и взаимного влияния генов. Возможно, этот выбор был случайным (хотя еще в детстве Мендель удивлялся разнообразию цветков гороха). А может быть, это была интуиция, которой обладал гений. Так или иначе, но для опытов по гибридизации Мендель выбрал именно горох. Целых семь лет он скрещивал 22 сорта этого растения. И обнаружил, что при скрещивании двух родительских сортов признаки передаются по точным математическим  законам.

При скрещивании гороха с красными и белыми цветками в первом поколении все растения получались с цветками розового цвета, но при дальнейшем скрещивании гибридных поколений у некоторых особей развивались красные цветки, у некоторых – розовые, а у некоторых – белые. В соотношении, всегда близком к 1 : 2 : 1! Фундаментальные знания, которые получил Грегор Мендель в университете, и природная наблюдательность помогли ему наметить программу экспериментов и довести ее до логического завершения. Как позднее подтвердили многочисленные исследования, установленный им факт неоспорим. Этому соотношению подчиняется наследственность растений, животных и человека. Первый закон Менделя, закон сегрегаций, утверждает: свойства двух организмов при скрещивании переходят к потомству, но некоторые из них могут быть скрытыми и проявляются во втором поколении.

Данное открытие ознаменовало революцию в биологии и переводило ее из разряда описательных дисциплин в ранг полноправной естественной науки.

В 1865 г. Мендель выступил с докладом «Опыты над растительными гибридами» на заседании общества естественных наук г. Брно. Доклад выслушали внимательно и постановили напечатать. Но мудрые коллеги в Брно ничего не поняли в представленной работе. Статью разослали по всем крупным университетам Европы: в Вену, Рим, Петербург, Париж, Лондон... Но реакции не последовало. У биологов того времени была развита «идиосинкразия» к математике, а математики не интересовались биологическими проблемами. Единственный положительный отзыв поступил из столицы Баварии Мюнхена от Карла Вильгельма фон Негели.

В то время почти все биологи разрабатывали теорию Дарвина и работа чешского священника не вызвала интереса. Позднее американский генетик Э.К. Колин писал: «Если бы великий Дарвин знал результаты опытов Менделя, то биология в последнее тридцатилетие XIX в. пошла бы по другому пути».

Грегор при жизни пользовался заслуженным уважением монахов и горожан. Он был членом научных обществ: физико­-химического, математического, метеорологического, пчеловодческого и других. Однако европейского и всемирного признания гений не получил.

В 1868 г. Мендель занимает пост настоятеля монастыря. На науку остаются крохи времени, а основное время съедает административная работа.

Умер Грегор Мендель в 1884 г. А в 1900 г. были опубликованы статьи голландского ученого Карла Корренса и австрийского биолога Эриха Чермака фон Зейзенегга. Они независимо друг от друга заново открыли законы Менделя. Началась эра признания «менделизма». В Брно был создан музей Менделя.

В истории науки Мендель стал знаковой фигурой. Его законы в биологии играют такую же роль, как периодическая система Д.И. Менделеева в химии, динамика И.Ньютона в физике. Воплотилась в реальность и мысль Г.Менделя о необходимости соединения биологии и математики – теперь никто уже и не представляет себе интерпретации результатов биологических экспериментов без использования математического аппарата.