Это был музей, на первый взгляд, ничем не отличающийся от любого другого, – Musée de l’Homme, Музей человека. Он расположен на возвышенности, и с заднего фасада здания с открытой площадки ресторана открывается прекрасный вид на Эйфелеву башню. Мы разговаривали там с Ивом Коппенсом, заместителем директора музея и выдающимся палеонтологом. Коппенс изучал прародителей человечества; их останки были найдены в ущелье Олдувай и у озера Туркана, в Кении, Танзании и Эфиопии. Два миллиона лет назад в Восточной Африке жили существа ростом немногим более метра, которых мы называем Homo habilis. Они умели откалывать, обтесывать и отслаивать каменные орудия, возможно, строить простые жилища, а их мозг постепенно увеличивался, чтобы однажды превратиться в наш.

Институты такого рода имеют публичную и частную стороны. Публичная сторона включает, скажем, выставки по этнографии или культурной антропологии: костюмы монголов или кожаная одежда, разрисованная коренными американцами и, возможно, подготовленная специально для продажи путешественникам и предприимчивым французским антропологам. Но в глубине этого здания работают люди, занимающиеся подготовкой выставок, находятся огромные хранилища предметов, которые не подходят для общей выставки по тематике или размеру, и пространства для исследований. Нас вели по лабиринту забитых вещами, темных, затхлых комнат – от тесных комнатушек до просторных залов с куполообразными крышами. Материалы для исследований были свалены даже в коридорах: реконструкция пола пещеры эпохи палеолита, показывающая, где были брошены кости антилопы после съедения; деревянная статуя фаллоса из Меланезии; изящно разрисованная посуда; причудливые церемониальные маски; метательные копья из Океании, похожие на ассагаи; истрепанный портрет стеатопигической[1] женщины из Африки. Мы прошли мимо сырого и мрачного хранилища, набитого до потолка деревянными духовыми инструментами из тыквы-горлянки, кожаными барабанами, тростниковыми флейтами Пана и бесчисленным количеством других свидетельств непреодолимого человеческого стремления создавать музыку.

Повсюду можно было увидеть людей, действительно занятых исследованиями; землистый цвет их лиц и сдержанное поведение резко контрастировали с добродушием и свободным владением двумя языками Коппенса. Большинство комнат явно использовалось для хранения антропологических предметов, которые скапливались здесь уже более ста лет. Возникало ощущение второстепенного музея, в котором хранились материалы, не представляющие такого уж интереса сейчас, но которые были интересны когда-то. Чувствовалось присутствие директоров музея XIX в., облаченных во фраки и занятых goniométrie[2] и craniologie[3], которые скрупулезно собирали и измеряли всё что угодно, тщетно надеясь, что простые измерения приведут к пониманию сути вещей.

Но дальше находилось еще одно крыло музея, которое представляло собой странное сочетание мест, в которых велись активные исследования, и фактически заброшенных шкафов и полок. Реконструированный шарнирно-сочлененный скелет орангутана. Огромный стол, покрытый человеческими черепами, каждый из которых аккуратно пронумерован. Полный ящик бедренных костей, сваленных в беспорядке, как сваливают канцелярские принадлежности в шкафу какой-нибудь школьной подсобки. Участок, отданный останкам неандертальцев, включая реконструированный Марселеном Булем[4] череп первого неандертальца, который я бережно взял в руки. Он был легким и хрупким, на нем были хорошо видны швы. Возможно, это первое убедительное свидетельство того, что когда-то жили существа, в достаточной мере похожие на нас, которые вымерли, – тревожный намек на то, что наш вид также не будет существовать вечно. Поднос, полный зубов многих гоминид, включая большие коренные зубы Australopithecus robustus – современника Homo habilis. Коллекция образцов черепов кроманьонцев в хорошем состоянии, сложенных, как поленья, и выскобленных добела. Эти предметы были уместными и, можно сказать, ожидаемыми останками, необходимыми для воссоздания истории наших предков и родственников по боковой линии.

В глубине комнаты находились более жуткие и шокирующие коллекции. Две сморщенные головы, покоящиеся на шкафу, ухмыляющиеся и гримасничающие, с завернутыми губами, под которыми виднелись ряды острых крошечных зубов. Аккуратно подписанные банки плавающих в мутной зеленоватой жидкости бледно-белых человеческих эмбрионов и плодов. Большинство образцов были нормальными, но время от времени можно было увидеть и аномалии, шокирующие уродства – сиамских близнецов, соединенных, скажем, в области грудины, или плод с двумя головами и четырьмя крепко закрытыми глазами.

И это еще не всё. Ряд больших цилиндрических бутылей, содержащих, к моему удивлению, прекрасно сохранившиеся человеческие головы. Мужчина с рыжими усами, возможно, двадцати с небольшим лет, из Новой Каледонии, как гласила табличка. Вероятно, он был моряком, который покинул корабль в тропиках и был схвачен и казнен, невольно пожертвовав свою голову на алтарь науки. Правда, ее не изучали и она была забыта среди других отрубленных голов. Милая и изящная маленькая девочка, возможно, лет четырех; прекрасно сохранились ее розовые коралловые сережки и ожерелье. Три детские головки в одной бутылке, возможно, для экономии места. Мужчины, женщины и дети обоих полов и многих рас были обезглавлены, и их головы привезли во Францию только для того, чтобы – возможно, после краткого первоначального осмотра – они истлевали в Musée de l’Homme. Как, гадал я, выглядела погрузка ящиков с такими бутылями? Какие догадки строила корабельная команда насчет того, что лежало в трюмах корабля? Было ли морякам все равно, потому что головы принадлежали в основном не белым европейцам, как они сами? Шутили ли они о своем грузе, чтобы продемонстрировать эмоциональную отстраненность от ужаса, который испытывали в душе? Когда коллекции прибывали в Париж, вели ли себя ученые по-деловому, быстро раздавая приказы извозчикам, куда доставить отрубленные головы? Не терпелось ли им распечатать бутыли и измерить содержимое кронциркулем? Рассматривал ли эту коллекцию человек, ответственный за нее, кто бы он ни был, с гордостью и азартом?

А затем, в еще более дальнем углу этого крыла музея, я обнаружил коллекцию серых объектов, покрытых извилинами и хранимых в формалине, чтобы замедлить порчу, – целые полки человеческих мозгов. Должно быть, это было чьей-то работой – проводить стандартную краниотомию на трупах выдающихся деятелей и извлекать их мозг во имя науки. Здесь хранился мозг интеллектуала-европейца, который стал на краткий срок знаменитым, прежде чем отойти в безвестность этой пыльной полки. Был мозг осужденного убийцы. Несомненно, ученые прежних времен надеялись найти какую-нибудь аномалию, некий отличительный признак в анатомии мозга или форме черепа убийц. Возможно, они надеялись, что причиной убийства была наследственность, а не общество. Френология[5] была грубым заблуждением XIX столетия. Моя подруга Энн Друян как-то сказала: «Люди, которых мы морим голодом и мучаем, имеют асоциальную склонность красть и убивать. Мы считаем, что причина в нависших бровях». Но мозг убийц и мозг ученых мужей – в частности, останки мозга Альберта Эйнштейна, уныло плавающие в склянке в Уичито, – ничем не различаются. Так что, вполне вероятно, общество, а не наследственность создает преступников.

Размышляя над этим, я продолжал изучать коллекцию, и тут мой взгляд остановился на табличке на одном из множества низких цилиндрических сосудов. Я взял контейнер с полки и присмотрелся внимательнее. Надпись гласила «П. Брока́». В моих руках был мозг Брока.

Хирург, невропатолог и антрополог Поль Брока́ был ведущей фигурой в истории развития как медицины, так и антропологии середины XIX в. Он провел блестящую работу по исследованию злокачественных новообразований и лечению аневризм, а его исследования происхождения афазии – нарушения артикуляции – имели первостепенное значение. Брока был замечательным, сердобольным человеком. Он заботился о медицинской помощи бедным. Под покровом ночи, рискуя собственной жизнью, он успешно увез контрабандой из Парижа в повозке, запряженной лошадью, засунув в дорожные сумки и спрятав их под картофелем, 73 млн франков – казну Дирекции государственных больничных учреждений, которую – как он считал, любой ценой – нужно было спасти от разграбления. Он был основателем современной хирургии головного мозга. Изучал детскую смертность. К концу своей карьеры был избран членом сената.

Как выразился один биограф, больше всего он любил спокойствие и толерантность. В 1848 г. он основал общество вольнодумцев. Почти единственный среди французских ученых того времени он поддерживал идею Чарльза Дарвина об эволюции путем естественного отбора. Томас Гексли – Бульдог Дарвина[6] – отмечал, что всего лишь упоминание имени Брока наполняло его чувством признательности, и цитировал его слова: «Лучше я буду видоизмененной обезьяной, чем выродившимся сыном Адама». За эти и другие взгляды он был публично обвинен в материализме и, как Сократ, в растлении молодежи. Тем не менее он был избран сенатором.

Но до этого Брока столкнулся с большими трудностями, когда хотел основать во Франции антропологическое общество. Министр народного просвещения и префект полиции считали, что антропология как независимое изучение человека является антиправительственной деятельностью. Когда, наконец, весьма неохотно Брока было дано разрешение говорить о науке с восемнадцатью коллегами, префект полиции назначил Брока лично ответственным за все, что могло бы быть сказано на таких собраниях «против общества, религии или правительства». Даже на этих условиях изучение человека считалось настолько опасным, что агенту полиции в штатском было поручено посещать все собрания, и подразумевалось, что в разрешении собираться будет тотчас же отказано, если что-либо сказанное покажется агенту оскорбительным. При таких обстоятельствах Общество антропологии в Париже в первый раз собралось 19 мая 1859 г., в год публикации научного труда «Происхождение видов». На последующих встречах обсуждалось множество тем – археология, мифология, физиология, анатомия, медицина, психология, лингвистика и история, и легко представить, как агент полиции в большинстве случаев клевал носом в углу. Однажды, как рассказывал Брока, агент пожелал совершить небольшую прогулку и спросил, может ли он быть спокоен, что в его отсутствие не будет сказано ничего, что бы угрожало государству. «Нет, нет, мой друг, – ответил Брока. – Вам нельзя идти на прогулку: садитесь и отрабатывайте вашу зарплату». Не только полиция, но также и духовенство были против развития антропологии во Франции, и в 1876 г. Римско-католическая политическая партия развернула крупную кампанию против преподавания этого предмета в Антропологическом институте Парижа, основанном Брока.

Поль Брока умер в 1880 г., возможно, от той самой аневризмы, которую он изучал столь успешно. В то время он работал над всесторонним исследованием анатомии головного мозга. Он основал во Франции первые профессиональные общества, исследовательские школы и научные журналы по современной антропологии. Его лабораторные образцы стали коллекцией Музея Брока, который долгое время носил это название. Позже он вошел в состав Музея человека.

Именно Брока, чей мозг я бережно держал в руках, основал ту жуткую коллекцию, которую я рассматривал раньше. Он изучал эмбрионы и обезьян, и людей всех рас, с энтузиазмом проводя измерения в попытке понять природу человека. И, несмотря на нынешний вид коллекции и мои подозрения, он не был, по крайней мере по стандартам своего времени, бо́льшим шовинистом или расистом, чем значительная часть людей, и определенно не соответствовал представлению о себе как о холодном, бесчувственном ученом, которого не интересуют последствия его работы для людей. Брока было далеко не все равно.

В Revue d’Anthropologie за 1880 г. есть полная библиография трудов Брока. Среди их названий, которые я позже просмотрел, я обнаружил кое-что, связанное с увиденной мной коллекцией: «О черепе и мозге убийцы Лемэра» (On the Cranium and Brain of the Assassin Lemaire), «Представление мозга взрослой гориллы-самца» (Presentation of the Brain of a Male Adult Gorilla), «О мозге убийцы Превоста» (On the Brain of the Assassin Prevost), «О предполагаемом наследовании случайных характерных особенностей» (On the Supposed Heredity of Accidental Characteristics), «Ум животных и правило людей» (The Intelligence of Animals and the Rule of Humans), «Отряд приматов: анатомическое сходство между людьми и обезьянами» (The Order of the Primates: Anatomical Parallels between Men and Apes), «Происхождение искусства добывания огня» (The Origin of the Art of Making Fire), «О двойнях-уродах» (On Double Monsters), «Обсуждение микроцефалии» (Discussion on Microcephalics), «Доисторическое трепанирование» (Prehistoric Trepanning), «О двух случаях развития дополнительных пальцев во взрослом возрасте» (On Two Cases of a Supernumerary Digit Developing at an Adult Age), «Головы двух новых каледонцев» (The Heads of Two New Caledonians) и «О черепе Данте Алигьери» (On the Skull of Dante Alighieri). Я не знал, где ныне покоится череп автора «Божественной комедии», но коллекция мозгов, и черепов, и голов, которые окружали меня, несомненно, берет свое начало в работах Поля Брока.

Брока был великолепным специалистом по анатомии мозга и провел важные исследования лимбической системы, ранее называемой rhinencephalon (обонятельный мозг), которая, как мы теперь знаем, тесно связана с человеческими эмоциями. Но Брока в наши дни, возможно, лучше всего известен благодаря открытию маленькой области в третьей извилине левой передней доли коры головного мозга – области, ныне известной как зона Брока. Членораздельная речь, как выяснилось, когда Брока сделал предположение на основе только фрагментарных доказательств, в значительной степени контролируется зоной Брока. Это было одним из первых открытий разделения функций левого и правого полушарий мозга. Но самое важное, это было одним из первых свидетельств того, что за определенные функции мозга отвечают его определенные области, что существует связь между анатомией мозга и тем, что мозг делает, деятельностью, иногда описываемой как «ум».

Ральф Холлоуэй – физический антрополог[7] в Колумбийском университете, чья лаборатория, как я представляю, должна напоминать лабораторию Брока. Холлоуэй делает из каучукового латекса слепки внутренней полости черепных коробок человека и родственных видов, живших ранее и живущих ныне, в попытке, опираясь на отпечатки на внутренней поверхности черепов, воссоздать, как выглядел мозг. Холлоуэй считает, что по черепу живого существа может сказать, присутствует ли в его мозге зона Брока, и он нашел доказательства возникновения зоны Брока у Homo habilis около 2 млн лет назад – как раз во время появления первых строений и первых инструментов. В этих ограниченных пределах его исследования подтверждают френологическую точку зрения. Вполне правдоподобно, что человеческая мысль и производство развивались вместе с членораздельной речью, и зона Брока может в очень реальном смысле быть одним из мест, где локализуется наша человечность, а также средством, с помощью которого можно проследить наши отношения с предками на их пути к человечности.

И вот части мозга Брока плавали в формалине прямо передо мной. Я мог различить лимбическую область, которую Брока изучал у других. Видел извилины на неокортексе[8]. Я даже мог различить серо-белую левую переднюю долю, в которой находилась собственно зона Брока, разлагающуюся и забытую в темном углу коллекции, которую основал сам Брока.

Было сложно удержаться от мысли, не находился ли Брока в каком-то смысле все еще там – его острый ум, скептическое выражение лица, резкая жестикуляция, когда он говорил, минуты спокойствия и нежности. Могло ли сохраниться в сплетении нейронов передо мной воспоминание о триумфальном моменте, когда он выступал перед всеми медицинскими факультетами (и своим отцом, переполненным гордостью), доказывая происхождение афазии? Об обеде с его другом Виктором Гюго? О прогулке лунным осенним вечером вдоль набережной Вольтера и по мосту Руаяль с женой, которая держала прелестный зонтик? Куда мы уходим, когда умираем? Поль Брока все еще здесь, в наполненном формалином сосуде? Возможно, отпечатки памяти разрушились, хотя существует убедительное доказательство, полученное в результате современных исследований мозга, что имеющаяся память дублируется и хранится в разных частях мозга. Станет ли возможным когда-нибудь в будущем, когда нейрофизиология заметно продвинется вперед, воссоздавать воспоминания или знания кого-то давно умершего? И будет ли это хорошо? Это будет значительным вмешательством в частную жизнь. Но это будет также своего рода фактическим бессмертием, поскольку – особенно для такого человека, как Брока – наш ум является главным показателем того, кто мы есть.

По особенностям этого заброшенного хранилища в Музее человека я был готов приписать тем, кто собрал коллекцию – в то время я не знал, что это был Брока, – явный сексизм, расизм, и шовинизм, и сильное сопротивление идее родства человека и других приматов. И отчасти это было правдой. Брока был гуманистом XIX в., но не был способен отбросить усвоенные предрассудки, человеческие социальные болезни своего времени. Он считал, что мужчины превосходят женщин, а белые – черных. Даже его заключение о том, что немецкие мозги не сильно отличаются от французских, служило лишь опровержением утверждения тевтонцев о более низком происхождении галлов. Но он пришел к выводу, что в физиологии мозга горилл и людей существует глубокое родство. Брока, в юности – основатель общества вольнодумцев, верил в важность свободного от ограничений исследования и прожил жизнь, преследуя эту цель. Его неспособность соответствовать этим идеалам в конечном счете показывает, что тот, кто так же не ограничен в свободной погоне за знаниями, как Брока, все равно может стать жертвой в массе своей присущей респектабельным слоям узости взглядов. Общество портит лучших из нас. Немного несправедливо, я считаю, критиковать человека за то, что он не разделял просвещенных взглядов более поздней эпохи, но также крайне печально, что такие предрассудки были распространены повсеместно. Возникает волнующий вопрос: какую традиционную истину нашей эпохи следующее поколение будет считать непростительной узостью взглядов? Единственное, что мы можем вынести из урока, который Поль Брока непреднамеренно нам преподал, – подвергнуть сомнению, глубоко и серьезно, наши собственные твердые убеждения.

Эти забытые банки и их жуткое содержимое собирались, по крайней мере отчасти, из гуманистических побуждений, и, возможно, на каком-то этапе будущего продвижения в изучении мозга они снова окажутся полезными. Мне было бы интересно узнать немного больше о человеке с рыжими усами, который частично вернулся во Францию из Новой Каледонии.

Но окружающая обстановка, ощущение комнаты ужасов навевало другие непрошеные беспокойные мысли. В таком месте мы по меньшей мере испытываем приступ жалости к тем – особенно к тем, кто умер молодым и в мучениях, – которые так неподобающе увековечены. Каннибалы на северо-западе Новой Гвинеи используют уложенные друг на друга черепа вместо дверных косяков и иногда в качестве притолоки. Возможно, это самые удобные строительные материалы из доступных, но такие архитекторы не могут не осознавать, какой ужас вызывают их сооружения у ничего не подозревающих прохожих. Черепа использовались гитлеровской СС, Ангелами ада[9], шаманами, пиратами и даже теми, кто рисовал этикетки для склянок с йодом в осознанном стремлении навести ужас. И недаром. Если я оказался в комнате, полной черепов, то поблизости, вероятно, есть кто-то – возможно, стая гиен, возможно, какой-то голодный и убежденный декапитатор-обезглавливатель, – чья профессия или хобби – собирать черепа. Таких людей нужно избегать или, если возможно, убивать. Покалывание волосков на задней стороне шеи, учащенное сердцебиение и повышенная частота пульса – эти странные неприятные ощущения были развиты в ходе эволюции, чтобы заставить меня бороться или убегать. Те, кто избежал обезглавливания, оставляют больше потомков. Такой страх дает эволюционное преимущество. Оказаться в комнате, полной мозгов, еще страшнее: как будто какой-то чудовищный монстр, вооруженный жуткими лезвиями и выскабливающими инструментами, шаркает и пускает слюну где-то на чердаке Музея человека.

Но все зависит, я считаю, от цели составления коллекции. Если цель заключается в том, чтобы узнать, были ли приобретены части человеческих тел post mortem[10] – особенно с предварительного согласия тех, кому эти части когда-то принадлежали, – тогда не было нанесено особого вреда, и, возможно, в перспективе это пойдет во благо человечеству. Но я не уверен, что ученые полностью свободны от мотивов тех каннибалов из Новой Гвинеи. Они хоть не говорят: «Я живу с этими головами каждый день. Он не мешают. Почему ты такой брезгливый?»

Леонардо[11] и Везалий[12] вынуждены были давать взятки и идти на уловки, чтобы впервые осуществить систематическое препарирование человека в Европе, хотя в Древней Греции существовала процветающая и компетентная школа анатомии. Первым человеком, который определил, опираясь на анатомию нервной системы, местоположение человеческого ума в голове, был Герофил[13] из Халкидона, который добился успеха около 300 г. до н. э. Он также первым отделил двигательные нервы от чувствительных и провел самое всеобъемлющее исследование анатомии мозга, предпринятое до Ренессанса. Безусловно, были те, кто возражал против его ужасных экспериментальных склонностей. Существует скрытый страх, высказанный в легенде о Фаусте, что некоторые вещи человеку «не должно» знать, что некоторые исследования слишком опасны. И в наш век разработка ядерного оружия, если нам не повезет или мы не будем благоразумны, может оказаться случаем точно такого рода. Но что касается экспериментов на мозге, наши страхи менее интеллектуальные. Они уходят глубже в наше эволюционное прошлое. Они вызывают образы диких кабанов и разбойников, которые терроризировали путешественников и деревенское население в Древней Греции прокрустовым ложем[14] или другой жестокостью, пока какой-нибудь герой – Тесей или Геркулес – не разделывался с ними. Эти страхи в прошлом имели адаптивную функцию и были полезны. Но я считаю, что в настоящем они являются в основном эмоциональным багажом. Как ученому, который писал о мозге, мне было интересно обнаружить, что такое отвращение скрывается внутри меня и что оно проявилось во время изучения коллекции Брока. С этими страхами стоит бороться.

Все исследования несут в себе некоторый элемент риска. Нет гарантии, что Вселенная будет соответствовать нашим предрасположенностям. Но я не знаю, как мы можем взаимодействовать со Вселенной – и внешней, и внутренней, – не изучая ее. Лучший способ избежать нападок – просвещать широкую публику, чтобы она понимала последствия таких исследований. В обмен на свободу исследований ученые обязаны объяснять свою работу. Если наука считается закрытым сообществом, обычному человеку слишком сложно ее понять и опасность нападок окажется выше. Но, если наука будет вызывать интерес широкой публики – если и ее успехи, и социальные последствия будут обсуждаться постоянно и на профессиональном уровне в школах, прессе и за обеденным столом, – у нас будет больше шансов узнать, каков мир на самом деле, и улучшить и его, и нас. Я иногда думаю, что эта идея все еще может находиться, притупленная формалином, в мозге Брока.

Наука – это, скорее, образ мышления, нежели совокупность знаний. Ее задача заключается в том, чтобы понять, как функционирует мир, обнаружить, какие существуют закономерности, разглядеть взаимосвязи – на уровне элементарных частиц, из которых состоит вся материя, живых организмов, социального сообщества людей и космоса в целом. Наша интуиция – ненадежный проводник. Наше восприятие могут искажать знания, полученные в процессе обучения, предубеждения или просто ограниченность наших органов чувств, которые, конечно, воспринимают непосредственно, но лишь малую часть природных явлений. Даже на такой простой вопрос, как «что падает быстрее – фунт свинца или грамм пуха при отсутствии силы трения», Аристотель и почти все ученые до Галилея отвечали неправильно. Наука основывается на эксперименте, на готовности поставить под сомнение старую догму и увидеть Вселенную такой, какая она есть на самом деле. Соответственно, иногда наука требует мужества – по меньшей мере мужества поставить под сомнение традиционные знания.

Кроме того, наука предполагает размышления о чем-либо: о форме облаков и об их наблюдающихся время от времени четко очерченных нижних краях, расположенных на одинаковой высоте по всему небу; об образовании капли росы на листьях; о происхождении имени или слова – скажем, Шекспир или филантроп; об истоках социальных обычаев – запрета инцеста, например; о том, почему линзы могут воспламенять бумагу на солнце, почему трость так похожа на ветку, почему, когда мы идем, кажется, что луна следует за нами; что мешает нам выкопать яму до центра Земли; как определить, где низ на сферической Земле; как организм превращает вчерашний обед в сегодняшние мышцы и сухожилия и как далеко простирается вверх – Вселенная тянется бесконечно или, если нет, то имеет ли смысл вопрос, что находится за ее краем? Некоторые из этих вопросов довольно простые. Остальные, особенно последний, – загадки, которые не может разгадать никто даже в наши дни. Эти вопросы естественны. Так или иначе, они задавались в любой культуре. Почти всегда предлагаемые ответы бывают в духе «Сказок просто так» (Just So Stories)[15], попытки объяснить не связаны с экспериментами или хотя бы сравнительными наблюдениями.

Но научный склад ума изучает мир критически, как будто существует много альтернативных миров, как будто здесь могут находиться другие вещи, которых здесь нет. Тогда мы вынуждены задаваться вопросом, почему здесь находится то, что мы видим, а не что-то другое. Почему Солнце, Луна и планеты имеют сферическую форму? Почему не пирамиды, или кубы, или двенадцатигранники? Почему у них не бывает неправильной, неупорядоченной формы? Почему планеты настолько симметричны? Если вы будете какое-то время строить гипотезы, проверять, имеют ли они смысл, соответствуют ли они тому, что мы знаем, продумаете исследования, которые бы подтвердили или опровергли ваши гипотезы, вы займетесь наукой. И если вы будете практиковать этот навык размышлений все больше и больше, у вас будет получаться все лучше и лучше. Проникая в суть вещей – даже таких маленьких, как травинки, как сказал Уолт Уитмен[16], – мы испытываем то радостное возбуждение, которое, возможно, из всех живых существ на этой планете могут чувствовать только люди. Мы – разумный вид и получаем удовольствие от мыслительного процесса. В этом отношении мозг как мышца. Когда мы много думаем, мы чувствуем себя хорошо. Понимание – это разновидность экстаза.

Но до какой степени мы можем на самом деле познать Вселенную вокруг нас? Иногда люди задают этот вопрос в надежде получить отрицательный ответ, боясь Вселенной, в которой однажды все может стать изведанным. И иногда мы слышим заявления ученых, с уверенностью утверждающих, что все, что стоит знать, вскоре будет известно – или даже уже известно. При этом они рисуют картины эры Дионисия[17] или полинезийской эры, когда жажда делать открытия иссякла, сменившись подавленной апатией, и праздные мечтатели пьют ферментированное кокосовое молоко или какие-нибудь другие слабые галлюциногены. Мало того, что эта точка зрения очерняет полинезийцев, которые были отважными исследователями (и чья краткая передышка в раю в наши дни прискорбно закончилась), а также метод стимулирования мозговой активности с помощью некоторых галлюциногенов, она попросту ошибочна.

Давайте займемся гораздо более скромным вопросом: не тем, можем ли мы познать Вселенную, или галактику Млечный Путь, или звезду, или мир. Можем ли мы познать до конца крупинку соли? Рассмотрим один микрограмм столовой соли – крупинку, которую едва может разглядеть без микроскопа человек с хорошим зрением. Такая крупинка соли состоит приблизительно из 1016 атомов натрия и хлора – единица и 16 нулей, 10 млн миллиардов атомов. Если мы хотим познать крупинку соли, мы должны знать по крайней мере пространственное расположение каждого из этих атомов. (На самом деле нужно знать гораздо больше – например, природу сил, связывающих между собой атомы, – но мы делаем только приблизительные вычисления.) Итак, это число больше или меньше того количества вещей, которые может знать мозг?

Сколько мозг может знать? В мозгу около 1011 нейронов – тех элементов цепи и переключателей, чья электрическая и химическая деятельность отвечает за функционирование нашего мозга. У обычного нейрона мозга тысячи маленьких проводов, которые называются дендритами и соединяют его с другими нейронами. Если каждый бит информации в мозгу соответствует одной из этих связей, общее количество вещей, которые знает мозг, составляет не более 1014, то есть сто триллионов. Но это число – только один процент количества атомов в нашей крупинке соли.

Так что в этом смысле Вселенная не поддается познанию. На этом уровне мы не можем понять крупинку соли, а тем более Вселенную.

Но давайте посмотрим на наш микрограмм соли более внимательно. Соль – это кристалл, в котором, если в структуре кристаллической решетки нет изъянов, расположение каждого атома натрия и хлора строго предопределено. Если бы мы могли уменьшиться и погрузиться в этот кристаллический мир, мы бы увидели ряды атомов, расположенных в установленном порядке, постоянно чередующиеся элементы – натрий, хлор, натрий, хлор, – образующие слой атомов, на котором мы бы стояли, и все слои над и под нами. В абсолютно чистом кристалле соли положение каждого атома могло бы определяться примерно 10 битами информации[18]. Обработка этого объема информации легко доступна нашему мозгу.

Если бы к Вселенной были применимы те же законы природы, которые управляют кристаллом соли, тогда, разумеется, Вселенную можно было бы познать. Даже если бы было множество таких законов и каждый был достаточно сложным, люди могли бы понять их все. Даже если бы подобное знание превысило способность мозга обрабатывать информацию, мы могли бы хранить дополнительные сведения вне наших тел – в книгах, например, или в компьютерной памяти, – но все же, в каком-то смысле, познать Вселенную.

Вполне понятно, что люди стремятся обнаружить закономерности, законы природы. Поиск правил – единственный возможный способ понять такую огромную и сложную Вселенную – это и есть наука. Вселенная заставляет тех, кто живет в ней, стремиться понять ее. Те, кто считает повседневный опыт беспорядочной совокупностью событий, которые нельзя спрогнозировать и которыми нельзя управлять, находятся в серьезной опасности. Вселенная принадлежит тем, кто по крайней мере в какой-то степени понял ее.

Как ни удивительно, но законы природы действительно существуют. Это правила, которые удобно обобщают – не только качественно, но и количественно – то, как функционирует мир. Представим Вселенную, в которой нет таких законов и где, так же как и в нашей, 1080 элементарных частиц, ее образующих, ведут себя как им заблагорассудится. Чтобы понять такую Вселенную, нам бы потребовался мозг по крайней мере такого же размера, как она сама. Вряд ли бы в такой Вселенной могли бы существовать жизнь и умственная деятельность, потому что и живым существам, и мозгу требуется некоторая внутренняя стабильность и порядок. Но даже если бы в гораздо более хаотичной Вселенной существовали создания с разумом, превосходящим наш, в ней не могло бы быть много знаний, сильных чувств или радости.

К счастью для нас, мы живем во Вселенной, по крайней мере важные части которой можно познать. Наш разум и история эволюции подготовили нас к пониманию повседневного мира. Однако, когда мы сталкиваемся с другими реалиями, здравый смысл и интуиция оказываются очень ненадежными проводниками. Поразительно, но, если мы будем двигаться близко к скорости света, наша масса будет увеличиваться до бесконечности, наша толщина будет стремиться к нулю в направлении движения и время для нас почти остановится – настолько, насколько мы захотим. Многие думают, что это глупо, и раз в неделю или две я получаю от кого-нибудь письмо с жалобой на это. Но это фактический результат не просто эксперимента, а блестящего анализа космоса и времени, проведенного Альбертом Эйнштейном и названного «специальная теория относительности». Не важно, что эти эффекты кажутся нам необоснованными. Мы не часто путешествуем со скоростью, близкой к световой. Свидетельство нашего здравого смысла недостоверно на высоких скоростях.

Или рассмотрим отдельно взятую молекулу в форме гантели, состоящую из двух атомов, – это может быть и молекула соли. Такая молекула вращается вокруг оси, соединяющей два атома. Но в мире квантовой механики, пространстве чрезвычайно малом, не все направления вращения нашей молекулы возможны. Скажем, молекула может вращаться только в горизонтальном или вертикальном положении, но не под каким-то другим углом. Некоторые направления вращения запрещены. Запрещены чем? Законами природы. Вселенная устроена таким образом, что ограничивает, или квантует, вращение. В повседневной жизни мы с этим непосредственно не сталкиваемся: было бы удивительно, а также неудобно, если в положении сидя мы могли бы только расставить руки в стороны или вытянуть вверх, а все промежуточные позиции были бы невозможны. Мы не живем в мире малых величин, размер которого составляет 10–13 сантиметров, в пространстве, где между десятичным разрядом и единицей двенадцать нулей. Наш здравый смысл не принимается в расчет. А что принимается в расчет, так это эксперимент: в данном случае наблюдения спектров молекул в дальней инфракрасной области. Они показывают, что вращение молекулы квантуется.

То, что мир накладывает ограничения на возможности людей, удручает. Почему нам недоступны промежуточные вращательные позиции? Почему мы не можем путешествовать быстрее скорости света? Но пока мы только можем сказать, что так устроена Вселенная. Такие запреты не только добавляют нам смирения; они также дают возможность познать мир. Каждое ограничение соответствует закону природы, организации Вселенной. Чем больше ограничений наложено на то, что могут делать материя и энергия, тем больше знаний могут получить люди. Возможность познать Вселенную до конца зависит не только от того, сколько законов природы регулируют столь разнообразные явления, но также от того, открыты ли мы для восприятия и достаточно ли у нас умственных способностей, чтобы понять такие законы. Наши формулировки закономерностей природы, безусловно, зависят от того, как устроен наш мозг, но и в значительной степени от того, как устроена Вселенная.

Что касается меня, мне нравится Вселенная, которая включает много того, что неизвестно, и в то же время много того, что известно. Вселенная, в которой все известно, была бы статичной и скучной, такой же унылой, как рай некоторых слабоумных теологов. Вселенная, которую нельзя познать, – неподходящее место для мыслящего существа. Идеальная Вселенная для нас очень похожа на ту, в которой мы обитаем. И я бы сказал, что это не просто совпадение.

Альберт Эйнштейн родился в Ульме, Германия, в 1879 г., всего лишь столетие назад. Он принадлежит к числу тех избранных, кто в любую эпоху переделывает мир благодаря особому дару, таланту воспринимать старое по-новому, бросать вызов традиционному мышлению. В течение многих десятилетий он оставался святой и почитаемой фигурой, единственным ученым, имя которого мог назвать практически каждый человек. Отчасти благодаря своим достижениям в науке, которые люди смогли постичь, по крайней мере в какой-то степени, отчасти благодаря мужественной позиции по социальным вопросам и отчасти благодаря своим душевным качествам Эйнштейн вызывал восхищение и уважение по всему миру. Для детей, интересующихся наукой, чьи родители были иммигрантами, или тех, кто вырос во времена Великой депрессии, как я, почтение, которое оказывалось Эйнштейну, свидетельствовало о том, что существуют такие люди, как ученые, что научная карьера не полностью безнадежна. Он невольно стал образцом для подражания в научной сфере. Если бы не было Эйнштейна, многие молодые люди, которые стали учеными после 1920 г., возможно, никогда бы и не узнали о существовании научной деятельности. Логическая закономерность, лежащая в основе специальной теории относительности Эйнштейна[19], могла быть выведена веком раньше, но, хотя исследования в этом направлении и велись, относительность ждала Эйнштейна. Все же, по сути, физические основы специальной теории относительности очень просты, и многие важнейшие выводы можно получить, зная лишь алгебру на уровне средней школы и представляя движение лодки, плывущей вверх и вниз по течению. Кроме того, Эйнштейн занимался насущными проблемами своего времени, разработками в сфере образования, прослеживал связи между наукой и политикой. Гениальная и ироничная, его жизнь служила наглядным примером того, что люди могут в конечном счете изменить мир.

Детство Эйнштейна не предвещало ничего подобного. «Мои родители, – вспоминал он впоследствии, – волновались из-за того, что я начал говорить сравнительно поздно, и они даже ходили к врачу… Мне было в то время… как минимум, года три». Он не был прилежным учеником в начальной школе, где учителя напоминали ему сержантов-инструкторов по строевой подготовке. В юности Эйнштейна европейское образование отличалось напыщенным национализмом и академической строгостью. Он восставал против скучных автоматических методов преподавания. «Мне было лучше выдержать любое наказание, чем механически зазубривать материал». Эйнштейн всегда ненавидел поборников строгой дисциплины в сфере образования, в науке и в политике.

В пять лет он заинтересовался загадкой компаса. А в 12 лет, как он писал позже, «я обнаружил второе чудо совершенно другой природы в маленькой книжке по евклидовой планиметрии… Там были утверждения, как, например, про пересечение трех высот треугольника в одной точке, которые – хотя и они вовсе и не были очевидны – тем не менее можно было доказать с такой определенностью, что не возникало никаких сомнений. Эта ясность и определенность произвели на меня неописуемое впечатление». Формальное обучение в школе только препятствовало таким размышлениям. Эйнштейн писал о своем самообразовании: «В возрасте 12–16 лет я ознакомился с элементами математики и с принципами дифференциального и интегрального исчисления. Мне повезло найти книги, в которых логические выкладки не приводились с достаточной строгостью и подробностями, но это компенсировалось тем, что главные мысли были изложены ясно и кратко… Мне также посчастливилось узнать основные результаты и методы целой области естественных наук в отличном научно-популярном изложении, которое почти всегда ограничивалось качественными аспектами… сочинение, которое я читал, забывая дышать». Современные популяризаторы науки могут найти некоторое утешение в этих словах.

Его учителя, видимо, не распознали талант. В мюнхенской гимназии Луитпольда, ведущей средней школе города, один учитель сказал ему: «Ты никогда ничего не достигнешь, Эйнштейн». В пятнадцать лет ему настоятельно рекомендовали покинуть школу. Учитель заметил: «Само твое присутствие подрывает уважение класса ко мне». Он принял это предложение с удовольствием и много месяцев путешествовал по северной Италии, где в 1890-х гг. находили пристанище те, кто бросил учебу. В течение всей жизни он предпочитал неформальную одежду и манеру поведения. Если бы он был подростком в 60-е или 70-е гг. XX в., а не в 90-е гг. XIX в., люди, придерживающиеся традиционных взглядов, почти точно назвали бы его хиппи.

Но его интерес к физике и размышления о природе Вселенной вскоре перевесили его отвращение к формальному образованию, и он подал документы, не имея аттестата об общем среднем образовании, в Высшую техническую школу в Цюрихе, Швейцария. Провалив вступительные экзамены, он записался в швейцарскую среднюю школу, чтобы восполнить свои пробелы, и был принят в Высшую техническую школу на следующий год. Но все равно он был посредственным студентом. Он отвергал установленный учебный план, избегал посещения лекций и пытался следовать своим истинным интересам. Позже он писал: «Главной трудностью, конечно, было то, что приходилось впихивать весь этот хлам в голову для экзаменов, нравилось тебе это или нет».

Ему удалось закончить институт только потому, что его близкий друг Марсель Гроссман прилежно посещал занятия и делился записями с Эйнштейном. После смерти Гроссмана много лет спустя Эйнштейн написал: «Я помню наши студенческие дни. Он – безукоризненный студент, я – неорганизованный мечтатель. Он в хороших отношениях с учителями и разбирается во всем, я – пария, попрекаемый и нелюбимый… Затем конец нашей учебы – я, внезапно отверженный всеми, стою в растерянности на пороге жизни». Погрузившись в записи Гроссмана, он смог закончить колледж. Но, как он вспоминал, подготовка в выпускным экзаменам «так отталкивала меня, что… я целый год испытывал отвращение к любым научным проблемам… Это почти чудо, что современные методы обучения не полностью подавили святое любопытство исследований, потому что в чем это нежное маленькое растение нуждается больше всего, кроме первоначальной стимуляции, так это в свободе; без нее оно точно завянет… Я считаю, что можно даже лишить здорового хищника аппетита, если заставлять его при помощи кнута есть постоянно, голоден он или нет…». Его замечания должны отрезвлять тех, кто занимается высшим образованием в области естественных наук. Подумать только, сколько потенциальных Эйнштейнов перестали заниматься наукой из-за конкурсных экзаменов и насильственного вскармливания знаниями в соответствии с учебным планом.

Эйнштейна не брали на те должности, которые он хотел, и ему приходилось перебиваться случайными подработками. Но вскоре он начал работать экспертом по заявкам в швейцарском патентном бюро в Берне – возможность, предоставленная посредством ходатайства отца Марселя Гроссмана. Почти в то же время он отказался от немецкого гражданства и стал гражданином Швейцарии. Три года спустя в 1903 г. он женился на своей возлюбленной из колледжа. Почти ничего не известно о том, какие патентные заявки Эйнштейн одобрял, а какие нет. Было бы интересно, стали ли какие-нибудь из предложенных патентов стимулом для его разработок в области физике.

Один из его биографов, Банеш Хоффман, пишет, что в патентном бюро Эйнштейн «вскоре научился эффективно выполнять свои рутинные обязанности, и это позволило ему выкраивать драгоценное время для тайных вычислений, которые он стыдливо прятал в ящик, когда приближались чьи-то шаги». Таковыми были обстоятельства рождения великой теории относительности. Но Эйнштейн позже с ностальгией вспоминал патентное бюро как «тот мирской монастырь, где я выносил мои самые прекрасные идеи».

Иногда он говорил коллегам, что должность смотрителя маяка была бы подходящим занятием для ученого, потому что работа была бы сравнительно простая и позволила бы предаваться размышлениям, необходимым для того, чтобы проводить научные исследования. «Для Эйнштейна, – говорил его соавтор Леопольд Инфельд, – одинокая жизнь на маяке была бы наиболее стимулирующим занятием, освободила бы его от многочисленных обязанностей, которые он ненавидит. На самом деле это была бы для него идеальная жизнь. Но почти каждый ученый думает иначе. В моей жизни то долгое время, когда я был лишен научной атмосферы и мне не с кем было поговорить о физике, было проклятием».

Эйнштейн также считал нечестным зарабатывать деньги, преподавая физику. Он утверждал, что физику намного лучше обеспечивать себя каким-то другим простым и честным трудом и заниматься физикой в свободное время. Когда Эйнштейн сказал что-то подобное много лет спустя в Америке, он мечтательно произнес, что хотел бы работать водопроводчиком, и сразу же получил почетное членство в профсоюзе водопроводчиков.

В 1905 г. Эйнштейн опубликовал четыре исследовательские работы – результат свободного времени в швейцарском патентном бюро – в ведущем журнале по физике того времени Annalen der Physik. В первой он показал, что свет ведет себя и как частица, и как волна, и объяснил ранее непонятную фотоэлектрическую эмиссию, при которой тела испускают электроны при облучении светом. Во второй он исследовал природу молекул, объясняя хаотическое броуновское движение взвешенных малых частиц. А в третьей и четвертой он представил специальную теорию относительности и впервые сформулировал известное уравнение E = mc2, которое так широко цитируется и так редко понимается.

Это уравнение выражает преобразование материи в энергию, и наоборот. Оно расширяет закон сохранения энергии до закона сохранения энергии и массы, утверждая, что энергию и массу нельзя ни создать, ни уничтожить – хотя одна форма энергии или материи может быть преобразована в другую форму. В этом уравнении E обозначает энергию, эквивалентную массе m. Количество энергии, которое можно при идеальных обстоятельствах извлечь из массы m, составляет mc2, где с – это скорость света, равная 30 млрд см/с. (Скорость света всегда пишется строчной с, а не прописной.) Если мы измеряем m в граммах и c – в сантиметрах в секунду, E измеряется в единице энергии, которая называется эрг. Полное превращение одного грамма массы в энергию таким образом высвобождает 1 × (3 × 1010) 2 = 9 × 1020 эрг, что эквивалентно взрыву приблизительно тысячи тонн тротила. Такие огромные энергетические ресурсы содержатся в крохотных количествах материи; если бы мы только знали, как извлечь эту энергию. Ядерное оружие и атомные электростанции – распространенные земные примеры наших несовершенных и этически неоднозначных попыток извлечь энергию, которая, как показал Эйнштейн, присутствует во всей материи. Термоядерное оружие, водородная бомба, – устройство ужасающей силы, но даже оно способно извлечь менее одного процента mc2 из массы m водорода.

Четыре работы Эйнштейна, опубликованные в 1905 г., могли стать впечатляющим результатом исследовательской работы физика, посвятившего этому всю свою жизнь; для одного года работы в свободное время 26-летнего швейцарского патентного клерка это просто поразительно. Многие историки науки назвали 1905 г. Annus Mirabilis– годом чуда. До этого был со сверхъестественным совпадением только один такой год в истории физики – 1666-й, когда Исаак Ньютон в возрасте 24 лет в вынужденной сельской изоляции (из-за эпидемии бубонной чумы) дал объяснение спектральной природе солнечного света, изобрел дифференциальное и интегральное исчисления и вывел универсальный закон гравитации. Вместе с общей теорией относительности, впервые сформулированной в 1915 г., работы 1905 г. представляют собой основной результат научной жизни Эйнштейна.

До Эйнштейна среди физиков бытовало мнение, что существуют незыблемые системы координат, такие как абсолютное пространство и абсолютное время. Отправная точка исследований Эйнштейна заключалась в том, что все системы координат – все наблюдатели, каким бы ни было их расположение, скорость или ускорение, – видят фундаментальные законы природы одинаково. По-видимому, на точку зрения Эйнштейна на системы координат повлияли его социальные и политические установки и его сопротивление жесткому шовинизму, с которым он столкнулся в Германии в конце XIX в. И в самом деле, в этом смысле идея относительности стала антропологическим трюизмом, и социологи вывели идею культурного релятивизма, которая заключается в том, что существует много различных социальных контекстов и мировоззрений, этических и религиозных принципов, выраженных различными человеческими сообществами, и степень обоснованности большинства из них вполне сопоставима.

Специальная теория относительности поначалу не была принята. Попытавшись еще раз начать научную карьеру, Эйнштейн подал уже опубликованную работу по относительности в Бернский университет в качестве примера своих исследований. Очевидно, он считал ее значительным исследованием. Она была отклонена как невразумительная, и ему пришлось оставаться в патентном бюро до 1909 г. Но его опубликованная работа не осталась незамеченной, и постепенно некоторых ведущих европейских физиков осенило, что Эйнштейн может оказаться одним из величайших ученых своего времени. Все же его работа по относительности вызывала большие сомнения. В рекомендательном письме для Эйнштейна на должность в Берлинском университете один ведущий немецкий ученый утверждал, что теория относительности была гипотетическим сценарием, кратковременным заблуждением и что, несмотря на это, Эйнштейн действительно первоклассный мыслитель. (Нобелевская премия, о которой он узнал во время визита в Ориент в 1921 г., была присуждена ему за исследование фотоэлектрического эффекта и «другие вклады» в теоретическую физику. Теория относительности все еще считалась слишком спорной, чтобы ее упоминать отдельно.)

Взгляды Эйнштейна на религию и политику были взаимосвязаны. Его родители были евреями, но они не соблюдали религиозные ритуалы. Тем не менее Эйнштейн пришел к традиционной религиозности «под влиянием традиционного образовательного механизма, государства и школ». Но в 12 лет этому пришел конец: «Читая научно-популярные книги, я вскоре убедился, что большинство историй из Библии не могут быть правдивыми. В результате сформировалась фанатическая приверженность свободному мышлению в совокупности с ощущением, что государство намеренно обманывает молодежь; это было сокрушительное ощущение. Из этого опыта выросло подозрительное отношение к любому авторитету, скептическое отношение к убеждениям, которые имели место в любом социальном окружении – настрой, который никогда не покидал меня, даже позднее, хотя благодаря лучшему пониманию причинно-следственных связей он утратил некоторую первоначальную резкость».

Как раз перед тем, как разразилась Первая мировая война, Эйнштейн занял должность профессора в хорошо известном Институте кайзера Вильгельма в Берлине. Желание работать в ведущем центре теоретической физики было тогда сильнее, чем его антипатия к немецкому милитаризму. Начало Первой мировой войны застало жену Эйнштейна и двоих его сыновей в Швейцарии, возможности вернуться в Германию не было. Несколько лет спустя эта вынужденная разлука привела к разводу, но, получив Нобелевскую премию в 1921 г., Эйнштейн, хотя был уже вторично женат, отдал 30 000 долларов своей первой жене и их детям. Его старший сын позже стал значительной фигурой в строительной инженерии, заняв должность профессора в Калифорнийском университете, а его второй сын, который поклонялся отцу, позднее обвинил его – что причинило Эйнштейну сильные страдания – в том, что тот не уделял ему внимания в юности.

Эйнштейн, который раньше считал себя социалистом, пришел к выводу, что Первая мировая война по большому счету явилась результатом тайных планов и некомпетентности «правящих классов», с чем соглашаются многие современные историки. Он стал пацифистом. В то время как другие немецкие ученые с энтузиазмом поддерживали военные кампании своего государства, Эйнштейн публично осуждал войну как «повальное заблуждение». Только его швейцарское гражданство помешало его арестовать, как случилось с его другом философом Бертраном Расселом в Англии в то же время и по той же причине. Взгляды Эйнштейна на войну не увеличили его популярности в Германии.

Однако война косвенно сыграла роль в прославлении имени Эйнштейна. В своей общей теории относительности Эйнштейн исследовал предположение – идею, все еще поражающую своей простотой, красотой и мощью, – что гравитационное притяжение между двумя массами возникает вследствие искривления этими массами окружающего евклидова пространства. Количественная теория воспроизвела с точностью, с которой она была проверена, закон Ньютона о всемирном тяготении. Но с увеличением точности расчетов, так сказать, в следующем десятичном разряде, общая теория относительности показывала значительные отличия от взглядов Ньютона. Такова классическая традиция науки: новые теории сохраняют установленные результаты старых, но делают ряд новых прогнозов, которые позволяют провести четкую разделительную линию между двумя мировоззрениями.

Общую теорию относительности Эйнштейн предложил проверить, рассмотрев аномальное смещение орбиты планеты Меркурий, смещение спектральных линий света, испускаемого массивной звездой, в красную (длинноволновую) сторону и отклонение света звезд, проходящего рядом с Солнцем. Еще до подписания перемирия в 1919 г. в Бразилию и на остров Принсипи у берегов Западной Африки были направлены британские экспедиции для того, чтобы посредством наблюдений во время полного солнечного затмения проверить, соответствует ли отклонение света звезд прогнозам общей теории относительности. Оказалось, что соответствует. Взгляды Эйнштейна были доказаны, и символизм того, что британская экспедиция подтвердила работу немецкого ученого в то время, как две страны все еще находились в состоянии войны, воззвал к лучшим чувствам широкой публики.

Но в то же время в Германии была запущена хорошо профинансированная общественная кампания против Эйнштейна. В Берлине и других местах проводились массовые собрания с антисемитскими настроениями, на которых осуждалась теория относительности. Коллеги Эйнштейна были возмущены, но большинство из них, слишком робкие для политики, ничего не сделали, чтобы воспрепятствовать этому. С подъемом нацизма в 20-х и начале 30-х гг. ХХ в. Эйнштейн, несмотря на свою естественную склонность к спокойной жизни в размышлениях, стал выступать на публике – мужественно и часто. Он свидетельствовал в немецких судах в защиту ученых на процессах по их политическим взглядам. Он требовал амнистии для политических заключенных в Германии и за границей (включая Сакко и Ванцетти и «парней из Скоттсборо» в Соединенных Штатах). Когда Гитлер стал канцлером в 1933 г., Эйнштейн со своей второй женой покинули Германию.

Нацисты публично сожгли научные работы Эйнштейна вместе с другими книгами антифашистских авторов. Авторитет Эйнштейна как ученого стал подвергаться резким нападкам. Их инициатором оказался нобелевский лауреат, физик Филипп Ленард, который осуждал то, что он называл «математически недоделанными теориями Эйнштейна» и «азиатским духом в науке». Он продолжал: «Наш фюрер уничтожил этот дух в политике и национальной экономике, где он известен как марксизм. В естественной науке, однако, с прославлением Эйнштейна, он все еще сохраняется. Мы должны осознать, что немцу недостойно быть интеллектуальным последователем еврея. Естественная наука потому так названа, что она абсолютно арийского происхождения… Хайль Гитлер!»

Многие нацистские ученые присоединились к порицанию «еврейской» и «большевистской» физики Эйнштейна. Забавно, что в Советском Союзе в то же время ведущие интеллектуалы сталинского времени осуждали теорию относительности как «буржуазную физику». Была ли верной сама суть теории, которую критиковали, конечно, в подобных дебатах никогда не обсуждалось.

Самоидентификация Эйнштейна как еврея, несмотря на его глубокое отчуждение от традиционных религий, была полностью обусловлена ростом антисемитизма в Германии в 20-х гг. ХХ в. По этой причине он также стал сионистом. Но согласно его биографу Филиппу Франку, не все группы сионистов принимали его, потому что он требовал, чтобы евреи постарались поддерживать дружеские отношения с арабами и с пониманием относиться к их стилю жизни – приверженность культурному релятивизму, которая производила еще большее впечатление благодаря сложным эмоциональным вопросам, которые она затрагивала. Тем не менее он продолжал поддерживать сионизм, особенно когда стало известно об отчаянном положении европейских евреев в конце 30-х гг. ХХ в. (В 1948 г. Эйнштейну предложили пост президента Израиля, но он вежливо отклонил это предложение. Интересно порассуждать о том, какие различия в политике Ближнего Востока могло бы повлечь президентство Альберта Эйнштейна.)

Покинув Германию, Эйнштейн узнал, что нацисты установили цену за его голову в размере 20 000 марок. («Я не знал, что она стоит так много».) Он согласился на должность в недавно основанном Институте перспективных исследований в Принстоне, Нью-Джерси, где и проработал до конца своей жизни. Когда его спросили, какую зарплату он считает достаточной, он предложил 3000 долларов. Увидев удивление на лице представителя института, он подумал, что запросил слишком много, и назвал меньшую сумму. Ему назначили зарплату в размере 16 000 долларов, большую сумму для 30-х гг.

Престиж Эйнштейна был так высок, что вполне закономерно другие европейские физики, эмигрирующие в Соединенные Штаты, обратились к нему в 1939 г. с просьбой написать письмо президенту Франклину Рузвельту, предлагая разработать атомную бомбу, чтобы опередить немцев, которые, вероятно, захотят иметь ядерное оружие. Хотя Эйнштейн не работал в области ядерной физике и позже не участвовал в «Проекте Манхэттен», он написал письмо, которое привело к утверждению этого проекта. Однако, вполне вероятно, что бомба была бы разработана Соединенными Штатами и без ходатайства Эйнштейна. Даже без E = mc2 открытие радиоактивности, сделанное Антуаном Беккерелем, и исследование ядра атома, проведенное Эрнестом Резерфордом, – и то и другое совершенно независимо от Эйнштейна – скорее всего, привели бы к разработке ядерного оружия. Страх Эйнштейна перед нацистской Германией долго заставлял его отказываться, хотя и с большой болью, от своих пацифистских взглядов. Но, когда позже стало известно, что нацисты не способны разработать ядерное оружие, Эйнштейн выразил раскаяние: «Если бы я знал, что немцам не удастся разработать атомную бомбу, я бы ничего не сделал для ее разработки».

В 1945 г. Эйнштейн настаивал на том, чтобы Соединенные Штаты разорвали отношения с франкистской Испанией, которая поддерживала нацистов во Второй мировой войне. Джон Ранкин, конгрессмен от партии консерваторов из Миссисипи, подверг Эйнштейна критике в своей речи в палате представителей, заявив, что «этот иностранный агитатор вовлечет нас в другую войну, чтобы дальше распространить коммунизм по миру… Пора американскому народу разобраться, кто такой Эйнштейн».

Эйнштейн был активным защитником гражданских свобод в Соединенных Штатах во время самого мрачного периода маккартизма в конце 40-х и начале 50-х гг. ХХ в. Наблюдая поднимающуюся волну истерии, он чувствовал, что видел что-то подобное в Германии в 30-е гг. Он убедил защитников отказаться свидетельствовать перед Комитетом по расследованию антиамериканской деятельности, сказав, что каждый человек должен быть «готов к тюрьме и экономическому краху… и жертвовать своим личным благополучием в интересах… своей страны». Он утверждал, что человек «должен отказываться сотрудничать в любом предприятии, которое нарушает конституционные права человека. Это касается, в особенности, всех расследований, которые затрагивают частную жизнь и политическую принадлежность граждан…». За то, что Эйнштейн занял такую позицию, его подвергли жесткой критике в прессе. И сенатор Джозеф Маккарти заявил в 1953 г., что тот, кто дает такой совет, «сам враг Америки». Позже стало модным в некоторых кругах наряду с признанием научного гения Эйнштейна снисходительно отвергать его политические взгляды за их «наивность». Но времена изменились. Я думаю, не разумнее ли рассуждать в обратном направлении: в такой области, как физика, где идеи можно измерить и проверить с большой точностью, открытия Эйнштейна остаются непревзойденными, и мы удивляемся, что он так четко видел там, где другие пребывали в растерянности. Так не стоит ли подумать над тем, что в такой гораздо более туманной области, как политика, его идеи могли бы также быть обоснованными?

В годы работы в Принстоне страстью Эйнштейна осталась, как всегда, жизнь ума. Он работал много и усердно над теорией единого поля, которое соединило бы гравитацию, электричество и магнетизм на общей основе, но его попытка считается неудачной. Он стал свидетелем применения своей общей теории относительности для понимания крупномасштабной структуры[20] и эволюции Вселенной и был бы рад видеть активное применение общей теории относительности в астрофизике в наши дни. Он никогда не понимал благоговения, с которым к нему относились, и даже жаловался, что его коллеги и выпускники Принстона не заходят к нему, боясь побеспокоить.

Но он писал: «Мой страстный интерес к социальной справедливости и социальной ответственности всегда противоречил заметному отсутствию желания контактировать с людьми. Я – лошадь для одной упряжки, не предназначен для тандема или командной работы. Я никогда не принадлежал всецело стране или государству, моему кругу друзей или даже моей семье. Эти узы всегда сопровождались смутной отчужденностью, и желание углубиться в себя увеличивается с годами. Такая изоляция иногда горька, но я не жалею о том, что отрезан от понимания и сочувствия других людей. При этом я, безусловно, что-то теряю, но компенсацией мне служит независимость от обычаев, мнений и предрассудков других, и я не чувствую потребности полагаться в своих суждениях на такую изменчивую основу».

Его основным досугом были игра на скрипке и плавание под парусами. В те годы Эйнштейн выглядел и в каком-то отношении был стареющим хиппи. Он отрастил длинные седые волосы и предпочитал свитера и кожаную куртку костюму и галстуку, даже когда развлекал известных гостей. Он был полностью лишен притворства и без всякой манерности объяснял: «Я говорю со всеми одинаково, будь это мусорщик или ректор университета». Он был часто доступен для публики, иногда выражал желание помочь ученикам средней школы с проблемами в геометрии – не всегда успешно. В лучшей научной традиции он был открыт новым идеям, но требовал, чтобы они проходили строгие стандарты доказательства. Он придерживался широких взглядов, но скептически относился к заявлениям о катастрофизме в недавней истории Земли и экспериментам, подтверждающим экстрасенсорное восприятие; его сомнения по поводу последнего основаны на доводе, что предполагаемые телепатические способности не уменьшаются с увеличением расстояния между отправителем и получателем.

О вопросах религии Эйнштейн размышлял более глубоко, чем многие другие, и был опять же не понят. В первый визит Эйнштейна в Америку кардинал О’Коннелл из Бостона предупреждал, что теория относительности «скрывала ужасный призрак атеизма». Это встревожило нью-йоркского раввина, который телеграфировал Эйнштейну: «Вы верите в Бога?» Эйнштейн телеграфировал в ответ: «Я верю в Бога Спинозы, который открыл себя в гармонии всего сущего, а не в Бога, который управляет судьбой и действиями человека» – более тонкая религиозная точка зрения, которую разделяют сегодня многие теологи. Религиозные убеждения Эйнштейна были очень искренними. В 1920-х и 1930-х гг. он выражал серьезные сомнения по поводу основного принципа квантовой механики: что на самом фундаментальном уровне материи частицы ведут себя непредсказуемо, как гласит принцип неопределенности Гейзенберга. Эйнштейн говорил: «Бог не играет в кости с космосом». И в другом случае он утверждал: «Бог изощрен, но не злонамерен». Эйнштейн так любил повторять подобные афоризмы, что голландский физик Нильс Бор повернулся к нему однажды и с некоторым раздражением сказал: «Перестаньте, наконец, указывать Богу, что ему делать!» Но многие физики чувствовали, что если кто и знал намерения Бога, так это был Эйнштейн.

Один из основных принципов специальной теории относительности гласит: ни один материальный объект не может путешествовать быстрее скорости света. Этот световой барьер раздражал многих людей, которые бы хотели, чтобы не существовало никаких ограничений для того, что могут в конечном счете делать люди. Но световой барьер позволяет нам просто и изящно понять многое в мире, что ранее представлялось загадочным. Однако там, где Эйнштейн забирал, он также и давал. Некоторые последствия специальной теории относительности кажутся парадоксальными, противоречащими нашему повседневному опыту, но они проявляются, когда мы путешествуем со скоростью, близкой к скорости света, – с той скоростью, при которой здравый смысл служит слабой опорой (глава 2). Одно из этих последствий заключается в том, что, когда мы путешествуем со скоростью, достаточно близкой к скорости света, время замедляется – наручные часы, квантовые часы, биологическое старение. Таким образом, космический корабль, путешествующий со скоростью, очень близкой к скорости света, может достичь любого места, каким бы отдаленным оно ни было, за любой короткий промежуток времени – если мерить время на борту космического корабля, но не на планетах. Следовательно, мы можем однажды отправиться в путешествие к центру галактики Млечный Путь и вернуться за несколько десятилетий по бортовому времени корабля – хотя на Земле пройдет 60 000 лет и никого из друзей, которые нас провожали, не будет рядом, чтобы отметить наше возвращение. Подобное растяжение временно́го интервала фигурировало в фильме «Близкие контакты третьей степени», хотя и было высказано нелепое мнение, что Эйнштейн, вероятно, инопланетянин. Его идеи были ошеломляющими, безусловно, но он был очень человечным, и его жизнь служит примером того, чего могут достичь люди, если будут достаточно талантливыми и мужественными.

Последним публичным актом Эйнштейна совместно с Бертраном Расселом и многими другими учеными была неудачная попытка добиться запрета на разработку ядерного оружия. Он утверждал, что ядерное оружие изменило все, кроме нашего мышления. В мире, разделенном на враждебные государства, он считал ядерную энергию величайшим злом, ставящим под угрозу выживание человеческой расы. «У нас есть выбор, – говорил он, – запретить ядерное оружие или столкнуться с полным уничтожением человечества… Национализм – это детская болезнь. Это корь человечества… Наши учебники прославляют войну и скрывают ее ужасы. Они прививают детям ненависть. Я бы учил миру, а не войне. Я бы прививал любовь, а не ненависть»

В возрасте шестидесяти семи лет, за девять лет до своей смерти в 1955 г., Эйнштейн описал свой жизненный поиск: «Из ниоткуда возник этот огромный мир, который существует независимо от нас, людей, и который стоит перед нами как великая вечная загадка, по крайне мере отчасти доступная нашему исследованию и пониманию. Изучение этого мира манило, как освобождение… Путь к этому раю не был так удобен и привлекателен, как дорога к религиозному раю, но он оказался заслуживающим доверия, и я никогда не сожалел о том, что выбрал его».

Всередине XIX в. британскому физику-самоучке Майклу Фарадею нанесла визит королева Виктория. Среди многочисленных, получивших широкую известность открытий Фарадея, часть из которых имела очевидную и непосредственную практическую пользу, были понятные лишь посвященным открытия в области электромагнетизма, тогда еще не более чем лабораторные эксперименты. В традиционном диалоге между главами государства и лаборатории королева спросила Фарадея, какая польза от таких исследований, на что, как говорили, он ответил: «Мадам, какая польза от ребенка?» Фарадей считал, что однажды в сфере электромагнетизма можно будет получить практические результаты.

В то же время шотландский физик Джеймс Максвелл на основе экспериментов Фарадея и его предшественников с электрическими зарядами и токами в электромагнитных полях вывел четыре математических уравнения. В уравнениях наблюдалось странное отсутствие симметрии, и это беспокоило Максвелла. В этом было что-то неэстетичное, и, чтобы восстановить симметрию, Максвелл предложил ввести в одно уравнение дополнительный член, который он назвал «ток смещения». Его аргументация базировалась, по сути, на интуиции: экспериментальных доказательств существования такого тока определенно не было. Предложение Максвелла имело поразительные последствия. Исправленные уравнения Максвелла подразумевали существование электромагнитного излучения, в том числе гамма-лучей, рентгеновских лучей, ультрафиолетового излучения, видимого света, инфракрасного излучения и радиоволн. На основании этих уравнений Эйнштейн открыл специальную теорию относительности. В совокупности лабораторные и теоретические работы Фарадея и Максвелла привели спустя столетие к технической революции на планете Земля. Электрическое освещение, телефон, фонограф, радио, телевидение, транспортные средства, снабженные холодильниками, доставляющие свежие продукты с ферм, кардиостимуляторы, гидроэлектростанции, автоматическая пожарная сигнализация и спринклерная система пожаротушения, электрические троллейбусы и подземки, электронный компьютер – всего лишь несколько устройств в эволюционном ряду, начавшемся с мудреных лабораторных изысканий Фарадея и эстетического недовольства Максвелла, смотрящего на несколько математических закорючек на клочке бумаги. Многие научные открытия, дающие возможность практического применения, были сделаны так же случайно и непредсказуемо. В дни правления Виктории никакой суммы денег не было бы достаточно для того, чтобы ведущие ученые в Британии смогли просто сесть и изобрести, скажем, телевидение. Мало кто будет спорить, что в конечном счете эти изобретения принесли только пользу. Я заметил, что даже многие молодые люди, которые окончательно разочаровались в западной техногенной цивилизации, зачастую обоснованно, все же одобряют некоторые аспекты высоких технологий: например, электронные музыкальные системы с высокой точностью воспроизведения.

Некоторые из этих изобретений в корне изменили характер нашего глобального общества. Легкость коммуникации объединила многие части мира, но и культурные различия стали стираться. Практические преимущества этих изобретений признаны почти во всех человеческих обществах; поразительно, как редко развивающиеся нации обеспокоены негативным влиянием высоких технологий (загрязнением окружающей среды, например): они явно считают, что выгода перевешивает риски. Один из афоризмов Ленина гласил: «Социализм плюс электрификация – это коммунизм»[21]. Но нигде не было столь решительной или изобретательной гонки за высокими технологиями, как на Западе. В последнее время скорость изменений так велика, что многим из нас сложно за ней угнаться. Еще живы люди, которые родились до первого самолета, дожили до момента приземления «Викинга» на Марсе и еще смогли увидеть, как «Пионер-10», первый космический зонд, вышел за пределы Солнечной системы; или те, кто воспитывался в строгости викторианской эпохи, а сейчас столкнулся с большой сексуальной свободой, возможной в связи с широкой доступностью эффективных контрацептивов. Скорость изменений дезориентировала многих, и легко понять ностальгическое желание вернуться к более раннему и простому существованию.

Но стандарт жизни и условия труда для основной массы населения, скажем, викторианской Англии были унизительными и деморализующими по сравнению с нынешними индустриальными обществами, а средняя продолжительность жизни и детская смертность были ужасающими. Наука и технологии, возможно, отчасти причастны ко многим проблемам, с которыми мы сталкиваемся сегодня, но преимущественно оттого, что общество их воспринимает совершенно неправильно (технология – это инструмент, не панацея), и оттого, что для адаптации нашего общества к новым технологиям прилагается слишком мало усилий. Учитывая эти факты, я считаю, поразительным то, что мы сделали и что мы имеем. Отказ от индустриализации ничего не решит. Более миллиарда живущих сейчас людей обязаны высоким технологиям в сельскохозяйственном производстве лишь тем, что получают полноценное питание, а не голодают. Вероятно, то же количество людей выжило или избежало обезображивающих, калечащих или смертельных болезней благодаря высоким медицинским технологиям. Если бы от высоких технологий отказались, эти люди были бы оставлены на произвол судьбы. Наука и технологии могут быть причиной некоторых наших проблем, но они определенно являются главным элементом в любом предсказуемом решении этих проблем – и на уровне государства, и на планете в целом.

Я не думаю, что науки и технологии развивались настолько же эффективно, с таким же вниманием к их конечным гуманным целям и с тем же уровнем общественного понимания, как могло бы быть, если бы были приложены чуть бо́льшие усилия. Например, до нас дошло далеко не сразу, что человеческая деятельность может оказывать неблагоприятное воздействие не только на локальном уровне, но и на окружающую среду в масштабах планеты. По чистой случайности несколько исследовательских групп, изучающих атмосферную фотохимию, обнаружили, что фреоны в аэрозольных баллончиках задерживаются в атмосфере очень надолго, распространяются в стратосферу и частично разрушают там озон, позволяя ультрафиолетовому излучению, исходящему от Солнца, проникать на поверхность Земли. Много говорилось об угрозе увеличения заболеваемости раком кожи для белых людей (чернокожие хорошо приспособлены к повышенному уровню ультрафиолетового излучения). Но общество уделяло слишком мало внимания гораздо более серьезной проблеме – тому, что повышение интенсивности ультрафиолетового излучения также может уничтожить микроорганизмы, находящиеся в основании сложной экологической пирамиды, которую увенчивает Homo sapiens. Наконец, хотя довольно неохотно, были предприняты шаги по запрещению применения одноразовых баллончиков с фреонами (хотя никого, кажется, не беспокоит, что то же вещество используется в холодильниках), и в результате непосредственная угроза уменьшилась. Самое тревожное в этом происшествии, по моему мнению, – насколько случайно была обнаружена эта проблема. Одна группа обратилась к ней потому, что писала компьютерные программы, но совершенно в другом контексте: она занималась химией атмосферы планеты Венера, которая содержит соляную и фтористоводородную кислоты. Для выживания нашего вида явно требуются многочисленные и различные исследовательские команды, работающие над широким рядом проблем чистой науки. Но какие еще существуют проблемы, даже более серьезные, о которых мы не знаем, потому что ни одна исследовательская группа пока не столкнулась с ними? Не может ли на каждую проблему, которую мы обнаружили, как, например, воздействие фреонов на озоносферу, приходиться дюжина других? Так что удивительно, что ни в федеральном правительстве, ни в крупных университетах, ни в частных исследовательских институтах нет ни одной высокопрофессиональной исследовательской группы с широкими полномочиями и соответствующим финансированием, занимающейся выявлением и устранением будущих катастроф, к которым может привести развитие новых технологий.

Создание таких исследовательских и оценивающих состояние окружающей среды организаций потребует значительного политического мужества, если они будут вообще эффективны. В техногенных обществах существуют тесно взаимосвязанные компании и предприятия, образующие промышленные экосистемы, переплетенная сеть экономических обязательств. Очень сложно затронуть одну нить в этой сети, не заставив содрогнyться всю сеть. Любое заявление о том, что развитие каких-то технологий будет иметь неблагоприятные последствия для человечества, означает потерю чей-то прибыли. Компания DuPont, основной производитель сжатых фреонов в баллончиках, например, заняла любопытную позицию в публичных дебатах: что все заключения о фреонах, разрушающих озоносферу, всего лишь «теория». Видимо, они подразумевали, что будут готовы прекратить производство фреонов только после того, как заключения проверят экспериментально, то есть когда озоносфера будет разрушена. Есть такие проблемы, доказательства которых можно получить только логическим путем; когда произойдет катастрофа, будет слишком поздно их решать.

То же самое относится к новому Министерству энергетики, которое сможет работать эффективно, только если не будет преследовать законные коммерческие интересы, если будет искать новые возможности даже притом, что такие возможности будут невыгодными для определенных областей промышленности. То же верно и для фармацевтических исследований, для поиска альтернатив двигателю внутреннего сгорания и для многих других областей техники. Я не думаю, что развитие новых технологий должно контролироваться старыми технологиями: искушение подавить конкуренцию слишком велико. Если мы, американцы, живем в обществе свободного предпринимательства, так давайте признавать важность независимых проектов во всех технологиях, от которых может зависеть наше будущее. Если деятельность организации посвящена технологическим инновациям и при этом она не бросает вызов по крайней мере некоторым могущественным группам и не задевает их интересы, значит, ей не добиться результата.

Многие практические технологические разработки не ведутся из-за отсутствия государственной поддержки. Например, какой бы тяжелой болезнью ни был рак, я не думаю, что он угрожает существованию нашей цивилизации. Если бы рак был полностью излечим, средняя ожидаемая продолжительность жизни увеличилась бы только на несколько лет, пока больные раком не подхватили бы какую-нибудь другую болезнь, которая сейчас для них не опасна. Но вполне вероятно, что существованию нашей цивилизации угрожает отсутствие соответствующего контроля рождаемости. Увеличение численности населения в геометрической прогрессии, как давно уже обнаружил Мальтус, превысит любой арифметический прирост количества пищи и других ресурсов, даже вызванный героическими технологическими достижениями. Хотя некоторые индустриальные нации приблизились к нулевому приросту населения, это не характерно для мира в целом.

Незначительные климатические колебания могут уничтожить население целых стран с маргинальной экономикой. Во многих обществах, где технологии развиты слабо и нет никакой уверенности в том, удастся ли детям дожить до зрелого возраста, единственным средством защиты от безнадежного и неопределенного будущего является многочисленное потомство. Такому обществу, например в период всеобщего голода, терять нечего. Во времена, когда ядерное оружие быстро распространяется во все бо́льших масштабах, когда производство ядерных устройств стало возможным чуть ли не в домашних условиях, повсеместный голод и резкое уменьшение достатка представляют серьезную опасность и для развитых, и для слаборазвитых стран. Решение таких проблем определенно требует лучшего образования, по крайней мере некоторой технологической самостоятельности и в особенности честного распределения мировых ресурсов. Но также крайне необходима абсолютно эффективная долгосрочная контрацепция – безопасные противозачаточные таблетки длительного действия, доступные как для мужчин, так и для женщин, возможно, принимаемые раз в месяц или даже реже. Такая разработка была бы очень полезной не только за границей, но также и здесь, в США, где люди обеспокоены побочными эффектами традиционных оральных контрацептивов с эстрогенным компонентом. Почему не ведутся такие разработки?

Предлагаются и другие технологические идеи, и их нужно изучать очень серьезно. Среди них есть и очень дешевые, и чрезвычайно дорогие. Начиная с экологически чистых технологий, не наносящих вреда окружающей среде (например, разработки замкнутых экологических систем, состоящих из водорослей, креветок и рыб, которые можно поддерживать в сельских прудах и производить высокопитательную и дешевую пищевую добавку), и заканчивая предложением Джерарда О’Нейла из Принстонского университета, разработавшего план строительства больших орбитальных городов, которые сами бы себя воспроизводили при помощи внеземных ресурсов – сырья с Луны и астероидов. Такие города на орбите Земли можно было бы использовать для превращения солнечного света в микроволновую энергию, которую направляли бы на Землю. Идея независимых городов в космосе – возможно, основанных на разных социальных, экономических или политических принципах или построенных представителями разных этнических групп – привлекательна, это возможность для тех, кто глубоко разочарован в земных цивилизациях, породить собственную где-нибудь еще. В своей ранней истории Америка предоставила такую возможность неугомонным, амбициозным и отважным. Космические города были бы своего рода Америкой в небесах. Они бы также сильно увеличили вероятность выживания человеческого рода. Но этот проект чрезвычайно дорогой: он стоит как минимум столько же, сколько война во Вьетнаме (в ресурсах, не жизнях). Кроме того, эта идея не решает проблемы на Земле, где в конце концов самодостаточные первопроходческие сообщества можно организовать за гораздо меньшую стоимость.

Очевидно, что технологических проектов, которые возможно осуществить, сейчас больше, чем мы в состоянии себе позволить. Некоторые из них могли бы оказаться прибыльными, но их начальная стоимость может быть так велика, что они остаются труднореализуемыми. Другие могут потребовать смелого инвестирования средств на начальном этапе, что приведет к благотворным коренным переменам в нашем обществе. Такие варианты нужно рассматривать очень тщательно. Самая благоразумная стратегия требует сочетания низкого риска / средней прибыли и среднего риска / высокой прибыли.

Для поддержания подобных технологических инициатив необходимо, чтобы общество значительно лучше разбиралось в науке и технологиях. Мы – мыслящие существа. Наш ум – наша отличительная характерная особенность как вида. Мы не сильнее и не быстрее многих животных, которые делят с нами эту планету. Мы только умнее. Кроме огромной практической пользы от населения, понимающего научные проблемы, размышления о науке и технологиях позволяют нам тренировать наши интеллектуальные способности. Наука – это исследование сложной, загадочной и потрясающей Вселенной, в которой мы обитаем. Те, кто этим занимается, испытывают, по крайней мере иногда, то редкое радостное возбуждение, которое Сократ называл величайшим из удовольствий, свойственных человеку. Это удовольствие, которое можно разделить друг с другом. Чтобы облегчить участие информированной общественности в принятии технологических решений, а также уменьшить отчуждение, которое слишком многие граждане испытывают по отношению к нашему технологическому обществу, и ради той простой радости, которая возникает, когда хорошо что-то знаешь, нам необходимо лучшее научное образование и знакомство с возможностями науки. Проще всего начать с ликвидации самоубийственного сокращения государственных денежных субсидий на обучение и стипендий научным сотрудникам и преподавателям естественных наук в колледжах, магистратуре и аспирантуре.

Самое эффективное средство, с помощью которого можно знакомить общество с наукой, – это телевидение, фильмы и газеты, в которых научная информация зачастую преподносится в скучном, неточном, тяжеловесном, крайне карикатурном или (как во многих субботних утренних коммерческих телевизионных программах для детей) во враждебном по отношению к науке виде. За последнее время были сделаны поразительные открытия, касающиеся исследования планет, влияния мозговых пептидов на нашу эмоциональную жизнь, столкновения континентальных плит, эволюции человека (и степени, в которой наше прошлое определяет наше будущее), структурных уровней организации материи (и вопроса, состоит ли она из элементарных частиц или их бесконечной регрессии), попытки установить контакт с цивилизациями на планетах других звезд, природы генетического кода (который определяет нашу наследственность и роднит нас со всеми растениями и животными на нашей планете) и основных вопросов о происхождении, природе и судьбе жизни, миров и Вселенной в целом. Недавние открытия по этим вопросам может понять любой разумный человек. Почему они так редко обсуждаются в средствах массовой информации, школах и повседневных беседах?

Цивилизации можно охарактеризовать по их подходу к решению подобных вопросов, по тому, питают ли они не только тело, но и ум. Современный научный поиск ответов на эти вопросы представляет собой попытку установить общепринятую точку зрения на наше место в космосе; он требует широких взглядов и творческого подхода, трезвого скептицизма и умения удивляться. Эти вопросы отличаются от практических тем, которые я обсуждал ранее, но они связаны с такими темами, и – как в случае Фарадея и Максвелла – поощрение чистого исследования может оказаться самой надежной гарантией того, что у нас будут необходимые интеллектуальные и технические средства для решения практических проблем, которые стоят перед нами.

Только малая часть самых способных молодых людей выбирает научное поприще. Я часто поражаюсь, насколько более одарены в области наук и насколько больше энтузиазма проявляют ученики начальной школы, чем студенты колледжей. Что-то происходит за школьные годы, из-за чего у них пропадает интерес (и это не половое созревание); мы должны понять причины этой опасной тенденции и преодолеть ее. Никто не может предсказать, откуда появятся будущие лидеры науки. Очевидно, что Альберт Эйнштейн стал ученым вопреки, а не благодаря обучению в школе (глава 3). В своей «Автобиографии» Малкольм Икс описывает игрока в лотерею «Цифры»[22], который никогда не записывал ставки, но всю жизнь делал все вычисления в уме. Какую пользу для общества, спрашивал Малкольм, принес бы такой человек с соответствующим образованием и поддержкой? Умнейшие молодые люди являются национальным и глобальным достоянием. Они требуют особого внимания и подпитки.

Многие проблемы, с которыми мы сталкиваемся, можно решить, но только если мы готовы к принятию блестящих, смелых и многогранных решений. Такие решения требуют блестящих, смелых и многогранных людей. Я считаю, что их вокруг гораздо больше – в каждой стране, этнической группе и слое общества, – чем мы себе представляем. Обучение такой молодежи не должно, конечно, ограничиваться наукой и технологиями; на самом деле применение новых технологий к человеческим проблемам требует глубокого понимания человеческой природы и человеческой культуры, общего образования в самом широком смысле.

Мы стоим на перекрестке человеческой истории. Никогда ранее не было момента, одновременно столь же опасного, сколь и многообещающего. Мы – первый вид, который взял собственную эволюцию в свои руки. Впервые у нас есть средство для намеренного или непреднамеренного самоуничтожения. У нас также, как я считаю, есть все возможности для того, чтобы пройти эту стадию технологической юности и перейти в долгую, богатую и счастливую зрелость для всех представителей нашего вида. Но у нас не так много времени, чтобы определить, какое из ответвлений этой дороги мы выберем для наших детей и нашего будущего.

Человечество уже добилось осуществления мечты о межзвездных космических полетах. С помощью гравитационного поля планеты Юпитер космические зонды «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были запущены по траекториям, которые выходят за пределы Солнечной системы и устремляются в царство звезд. Эти космические аппараты летят очень медленно, несмотря на то что они являются самыми быстрыми объектами из когда-либо созданных человечеством. Чтобы преодолеть среднестатистические межзвездные расстояния, им потребуются десятки тысяч лет. Если не будет сделана попытка перенаправить их, они не войдут в другую планетную систему еще десятки миллиардов лет будущей истории галактики Млечный Путь. Расстояния между звездами слишком велики. Они обречены вечно путешествовать в темноте между звездами. Но тем не менее к этим космическим кораблям прикреплены сообщения на тот случай, если когда-то в отдаленном будущем инопланетяне перехватят космический зонд и поинтересуются, кто отправил его в это удивительное путешествие[42].

Если мы способны создавать подобные устройства при нашем сравнительно отсталом технологическом состоянии, не может ли цивилизация, на тысячи или миллионы лет более продвинутая, чем наша, на планете, расположенной близ другой звезды, быть способна на быстрое и направленное межзвездное путешествие? Межзвездный космический полет требует времени, он труден и дорог для нас и, возможно, также и для других цивилизаций со значительно бо́льшими ресурсами, чем наши. Но, безусловно, было бы неразумно утверждать, что когда-нибудь в будущем мы не найдем концептуально новые подходы к физике или инженерно-техническому обеспечению межзвездных космических полетов. Очевидно, что по экономии, эффективности и удобству межзвездная передача радиопосланий сильно превосходит межзвездные космические полеты, и по этой причине наши усилия в основном сосредоточены именно на радиопередаче. Но передача радиосообщений явно не подходит для контакта с обществом, находящимся на дотехнологической стадии развития. Какой бы совершенной или мощной ни была передача, ни одно такое радиосообщение не было бы принято или понято на Земле до настоящего столетия. При этом жизнь на нашей планете существует около 4 млрд лет, люди – несколько миллионов лет, а цивилизация, возможно, около 10 000 лет.

Вполне вероятно, что существует некая Галактическая инспекция, созданная сотрудничающими цивилизациями на многих планетах, входящих в галактику Млечный Путь, которая наблюдает за обнаруженными планетами и ищет неоткрытые миры. Но Солнечная система находится очень далеко от центра Галактики и могла не попасть в сферу наблюдения. Или корабли наблюдателей, возможно, приходят сюда, но только, скажем, раз в 10 млн лет, поэтому никто не появлялся здесь в рамках исторического времени. Однако также возможно, что несколько команд наблюдателей прилетали достаточно недавно в масштабах истории человечества, так что их присутствие было замечено нашими предками, или даже что этот контакт повлиял на ход человеческой истории.

Мы с советским астрофизиком И. С. Шкловским обсуждали эту возможность в нашей книге «Разумная жизнь во Вселенной» (Intelligent Life in the Universe) в 1966 г. Изучив ряд артефактов, легенд и фольклор многих культур, мы пришли к выводу, что ни один из этих случаев не предоставил даже сколько-нибудь убедительные доказательства внеземного контакта. Всегда можно найти более правдоподобные альтернативные объяснения, основанные на известных человеческих способностях и поведении. Среди обсуждаемых случаев были те, что позже приняли Эрих фон Дэникен и другие, не способные критически оценивать факты писатели как убедительное доказательство внеземного контакта: шумерские легенды и цилиндрические печати[43] с изображением астрономических объектов, апокрифический текст Второй книги Еноха и библейская история о Содоме и Гоморре, тассилийские фрески в Северной Африке, обработанный на станке металлический куб, якобы обнаруженный в древних геологических отложениях и, как говорят, выставленный в музее в Австрии, и так далее. В течение многих лет я продолжал вглядываться в такие истории так глубоко, как только мог, и обнаружил очень мало таких, которые требуют более чем мимолетного взгляда.

В длинном перечне популярных археологических находок с изображениями «древнего астронавта» случаи, представляющие интерес, имеют совершенно разумные альтернативные объяснения, или были неверно рассказаны, или просто являются уклонением от прямого ответа, обманом и искажением. Это описание касается споров о карте Пири-реиса[44], монолитных статуях острова Пасхи, гигантских рисунках на плато Наска и различных артефактах из Мексики, Узбекистана и Китая.

И все же продвинутой внеземной цивилизации было бы так легко оставить совершенно однозначную визитную карточку. Например, многие ядерные физики считают, что существует «остров стабильности» атомных ядер на карте изотопов вблизи гипотетического супертяжелого атома, который содержит приблизительно 114 протонов и 184 нейтрона. Все химические элементы тяжелее урана (с 238 протонами и нейтронами в ядре) самопроизвольно распадаются за короткие по космическим масштабам промежутки времени. Но разумно предположить, что связь между протонами и нейтронами такова, что стабильные элементы возникали бы, если можно было бы сконструировать ядра, содержащие приблизительно 114 протонов и 184 нейтрона. Наши нынешние технологии просто не позволяют создать такую конструкцию, тем более технологии наших предков. Металлический артефакт, содержащий такие элементы, был бы прямым доказательством контакта в прошлом с продвинутой внеземной цивилизацией. Или рассмотрим элемент технеций, чей наиболее стабильный изотоп имеет 99 протонов и нейтронов. Период его полураспада составляет приблизительно 200 000 лет, период полураспада остатка – еще 200 000 лет и так далее. В результате любой технеций звездного происхождения, образовавшийся вместе с другими элементами миллиарды лет назад, должен был к настоящему моменту распасться. Таким образом, земной технеций может быть только искусственного происхождения, как указывает его название. Наличие артефакта технеция имело бы только одно объяснение. То же самое касается и распространенных на Земле элементов, которые не смешиваются, например алюминия и свинца. Если вы расплавите их вместе, свинец, который значительно тяжелее, опустится на дно. Алюминий всплывет вверх. Однако при нулевой гравитации в условиях космического полета в расплаве будет отсутствовать сила тяжести, которая утянула бы вниз более тяжелый свинец, и можно создавать экзотические сплавы, такие как Al/Pb. Одна из целей первых миссий шаттлов НАСА будет заключаться в проверке таких методов сплава. Любое сообщение, написанное на сплаве алюминий/свинец и принадлежащее древней цивилизации, сегодня несомненно привлекло бы наше внимание.

Также возможно, что содержание, а не материал сообщения явно указал бы на науку или технологию, выходящую за пределы способностей наших предков: например, уравнение Максвелла[45] в векторной форме (с магнитными монополями[46] или без них), или распределение Планка[47] для испускательной способности абсолютно черного тела при разных температурах, или выведение теории специальной относительности на основе преобразования Лоренца[48]. Даже если древние цивилизации не могли понять такие письмена, они могли бы почитать их как священные. Но нам не известно ни одного случая подобного рода, несмотря на то что это явно является прибыльным рынком для сказок о древних или современных внеземных астронавтах. Велись споры по поводу чистоты образцов магния из обломков, которые были объявлены остатками потерпевшего крушение НЛО, но их чистота была в пределах возможностей американских технологий, существовавших во время этого происшествия. Предполагаемая звездная карта, которая, как говорят, была срисована (по памяти) с карты, которую видели внутри летающей тарелки, не показывает, как утверждалось, относительные положения ближайших к Солнцу звезд; на самом деле тщательное изучение показывает, что она ненамного лучше «звездной карты», которая получилась бы, если бы вы взяли старомодное перо и забрызгали несколько пустых страниц чернильными пятнами. За одним явным исключением, нет историй, которые были бы достаточно детализированы, чтобы им нельзя было найти других объяснений, и достаточно точны, чтобы можно было корректно описать современную физику или астрономию людям, находящимся на донаучном или дотехническом этапе развития. Единственным исключением является примечательный миф о звезде Сириус, который рассказывает племя догонов из Республики Мали.

Сейчас осталось самое большее несколько сотен тысяч догонов, и антропологи стали их интенсивно изучать только начиная с 1930-х гг. Некоторые элементы их мифологии напоминают легенды древнеегипетской цивилизации, и некоторые антропологи предполагают определенную культурную связь догонов с Древним Египтом. Гелиакический восход Сириуса занимал в египетском календаре центральное место и использовался, чтобы предсказывать разлив Нила. О самых поразительных аспектах астрономии догонов рассказал Марсель Гриоль, французский антрополог, работавший в 30-е и 40-е гг. ХХ в. Хотя нет причин сомневаться в отчете Гриоля, важно отметить, что на Западе нет более ранних записей этих поразительных народных верований догонов и что все сведения предоставил Гриоль. Эта история недавно была популярно изложена британским писателем Р. Темплом.

В отличие от почти всех донаучных обществ, догоны считают, что планеты, так же как Земля, вращаются вокруг своей оси и вокруг Солнца. Это заключение, к которому можно, конечно, прийти, и не используя высокие технологии, как продемонстрировал Коперник, но это очень редкая догадка среди народов Земли. Однако в Древней Греции Пифагор и Филолай учили, по словам Лапласа, «что планеты населены и что звезды – солнца, рассеянные в космосе и являющиеся центрами планетных систем». Такие учения среди широкого разнообразия противоречивых идей могли быть просто удачной догадкой.

Древние греки верили, что существует только четыре элемента – земля, огонь, вода и воздух, – из которых было создано все остальное. Среди философов досократовского периода были те, кто отстаивал какой-либо из этих элементов. Если бы позже оказалось, что Вселенная на самом деле в большей степени состоит из одного из этих элементов, чем из другого, мы бы не приписали выдающееся предвидение тому философу, который сделал это предположение. Один из них должен был оказаться прав просто на основе статистики. Аналогично, если бы у нас было несколько сотен или несколько тысяч культур, каждая с собственной космологией, мы бы не удивлялись, если бы время от времени чисто по случайности один из народов предлагал идею, которая не только оказывалась бы верной, но также не могла бы быть выведена в рамках его культуры.

Но, по словам Темпла, догоны идут дальше. Они считают, что Юпитер имеет четыре спутника и что Сатурн окружен кольцом. Возможно, что люди с острым зрением при превосходных условиях наблюдения, без телескопа, могли наблюдать Галилеевы спутники Юпитера[49] и кольца Сатурна. Но это маловероятно. В отличие от всех астрономов до Кеплера, догоны изображают планеты, которые двигаются правильно, по эллиптическим, а не круговым орбитам.

Еще больше поражает утверждение догонов о Сириусе, самой яркой звезде в небе. Они утверждают, что у него есть темная и невидимая звезда-компаньон, которая обращается вокруг Сириуса (и, как говорит Темпл, по эллиптической орбите) с периодом обращения пятьдесят лет. Они утверждают, что звезда-компаньон очень мала и очень тяжела, состоит из особого металла, так называемого «сагала», который не обнаружен на Земле.

Примечателен тот факт, что у видимой звезды, Сириуса А, действительно есть необычный темный компаньон, Сириус В, который обращается вокруг нее по эллиптической орбите с периодом обращения 50,04±0,09 лет. Сириус В – первый пример звезды «белый карлик», обнаруженный современными астрофизиками. Ее вещество находится в состоянии, называемом «релятивистски вырожденное», которого не существует на Земле, и, поскольку в таком вырожденном веществе электроны не привязаны к ядрам, его можно описать как металл. Поскольку Сириус А называется Собачьей звездой, Сириус В иногда называют Щенком.

На первый взгляд, легенда догонов о Сириусе кажется лучшим кандидатом по доступным на сегодня доказательствам контакта в прошлом с продвинутой внеземной цивилизацией. Однако, если внимательнее вглядеться в эту историю, давайте вспомним, что астрономическая традиция догонов чисто устная, что она датируется с определенностью только с 1930-х гг. и что диаграммы нарисованы палочками на песке. (Кстати, есть некоторые доказательства, что догоны любят обрамлять картины эллипсом и что Темпл мог ошибиться насчет утверждения, что в догонской мифологии планеты и Сириус В двигаются по эллиптическим орбитам.)

Когда мы изучаем всю догонскую мифологию, мы обнаруживаем, что она богата легендами и структура легенд очень подробная – легенд гораздо больше, как заметили многие антропологи, чем у их ближайших географических соседей. Там, где много легенд, шанс случайного совпадения одного из мифов с открытиями современной науки, конечно, больше. У скудной мифологии шансов гораздо меньше. Но находятся ли при изучении прочей мифологии догонов другие случаи, напоминающие некоторые неожиданные открытия в современной науке?

Догонская космогония описывает, как Создатель изучал плетеную корзину с круглым отверстием и квадратным дном. Такие корзинки все еще используются сегодня на Мали. Создатель перевернул корзину и использовал ее как модель для создания мира: квадратное основание представляет собой небо, а круглый верх – Солнце. Должен признаться, что этот рассказ не кажется мне поразительным предчувствием современного космологического мышления. В догонском представлении сотворения Земли Создатель вживил в яйцо две пары близнецов, каждая пара состояла из мужской особи и женской. Близнецы должны были повзрослеть внутри яйца и слиться, чтобы стать единым «идеальным» андрогинным существом. Земля появилась, когда один из близнецов выбрался из яйца до созревания, и Создатель пожертвовал другим близнецом, чтобы сохранить определенную космическую гармонию. Это разнообразная и интересная мифология, но она качественно не отличается от многих других мифологий и религий человечества.

Гипотеза о компаньоне звезды Сириус могла появиться естественным путем из догонской мифологии, в которой близнецы играют центральную роль, но такого простого объяснения сведений о периоде обращения и плотности Сириуса нет. Догонский миф о Сириусе слишком близок современному астрономическому мышлению и слишком точен количественно, чтобы полагать его случайностью. Но все же вот они, эти сведения, присутствуют в более или менее стандартной донаучной легенде. Как это можно объяснить? Существует ли вероятность того, что догоны или их предки действительно могли видеть Сириус В и установить период его обращения вокруг Сириуса А?

Белые карлики, такие как Сириус В, эволюционируют из звезд, которые называются красными гигантами. Они очень яркие и, что неудивительно, красные. Древние писатели первых нескольких столетий нашей эры действительно описывали Сириус как красную звезду – явно не его цвет сегодня. В отрывке «Бесед» Горация под названием «Как быстро разбогатеть» (Hoc Quoque Tiresia) есть цитата из более ранней работы, название которой не указано и которая гласит: «Жар красной собачьей звезды расплавил немые статуи». На основании этих менее чем убедительных древних источников астрофизики хотели рассмотреть возможность, что белый карлик Сириус В был красным гигантом в исторические времена, был видим невооруженным глазом и полностью перекрывал свет Сириуса А. В таком случае, возможно, немного позже в эволюции Сириуса В было время, когда его яркость была сравнима с яркостью Сириуса А и относительное движение двух звезд вокруг друг друга можно было разглядеть невооруженным глазом. Но, согласно последним сведениям, согласующимся с теорией звездной эволюции, у Сириуса В было просто недостаточно времени, чтобы достичь своего нынешнего состояния белого карлика, если бы он был красным гигантом за несколько столетий до Горация. Более того, кажется странным, что никто, кроме догонов, не заметил этих двух звезд, которые вращаются вокруг друг друга с периодом обращения примерно пятьдесят лет и каждая из которых сама по себе является одной из ярчайших звезд в небе. В Месопотамии и в Александрии в предшествующие столетия существовала сильная астрономическая школа – не говоря уже о китайской и корейской астрономических школах, – и было бы удивительно, если бы они ничего не заметили[50]. Действительно ли в таком случае наша единственная альтернатива – верить, что представители внеземной цивилизации посетили догонов или их предков?

Догоны обладают знаниями, которые невозможно приобрести без телескопа. Прямой вывод – они контактировали с продвинутой технической цивилизацией. Единственный вопрос – какой цивилизацией: внеземной или европейской? Намного более достоверным, чем древнее внеземное образовательное вторжение к догонам, может быть сравнительно недавний контакт с научно образованными европейцами, которые передали догонам примечательный европейский миф о Сириусе и его белом спутнике-карлике, миф, который имеет все сверхъестественные признаки прекрасно выдуманной истории. Возможно, это был приехавший в Африку европеец, или выходец из местных французских школ, или это были западные африканцы, призванные на военную службу и сражавшиеся за французов в Первую мировую войну и после этого вернувшиеся из Европы.

Вероятность, что эти истории появились вследствие контакта с европейцами, а не инопланетянами, повысилась после недавнего астрономического открытия: исследовательская команда Корнельского университета во главе с Джеймсом Эллиотом с борта летающей обсерватории «Койпер» (Kuiper Airborne Observatory) над Индийским океаном в 1977 г. обнаружила, что планета Уран окружена кольцами – открытие, на которое не было и намека при наблюдениях с поверхности Земли. Передовые внеземные существа, наблюдающие нашу Солнечную систему на подходе к Земле, легко бы обнаружили кольца Урана. Но европейским астрономам в XIX и начале XX столетий нечего было сказать по этому поводу. Тот факт, что догоны не говорят о другой планете с кольцами, кроме Сатурна, подсказывает мне, что их информаторы были европейцами, а не инопланетянами.

В 1844 г. немецкий астроном Ф. Бессель обнаружил, что собственное движение Сириуса (Сириуса А) не прямолинейное, он движется скорее по волнообразной траектории на фоне более далеких звезд. Бессель предположил, что существует темный компаньон Сириуса, чье гравитационное воздействие создает наблюдаемое синусоидальное движение. Поскольку период колебаний составлял пятьдесят лет, Бессель сделал вывод, что темный компаньон имеет пятидесятилетний период обращения в совместном движении Сириуса А и В вокруг их общего центра масс.

Восемнадцать лет спустя Алван Кларк, проводя испытания нового телескопа-рефрактора с объективом диаметром 47 см, случайно обнаружил компаньона, Сириус В, при прямом визуальном наблюдении. По относительному движению теория тяготения Ньютона позволяет нам оценить массы Сириуса А и В. Как оказалось, у компаньона такая же масса, как у Солнца. Но Сириус В светит почти в 10 000 раз слабее Сириуса А, хотя их массы почти равны и они находятся на одинаковом расстоянии от Земли. Эти факты можно увязать, только если у Сириуса В гораздо меньший радиус или гораздо более низкая температура. Но в конце XIX в. астрономы считали, что звезды одинаковой массы имеют приблизительно одинаковую температуру, и на рубеже столетий было широко распространено мнение, что температура Сириуса В не такая уж низкая. Спектроскопические исследования Уолтера Адамса в 1915 г. подтвердили эту точку зрения. Соответственно, Сириус В должен быть очень мал. Сегодня мы знаем, что он размером с Землю. Из-за своего размера и цвета он называется белым карликом. Но, если Сириус В гораздо меньше Сириуса А, его плотность должна быть гораздо больше. Поэтому в первые несколько десятилетий XX в. Сириус В считался очень плотной звездой.

Об особенной природе звезды-компаньона Сириуса много говорилось в книгах и в прессе. Например, в книге сэра Артура Эддингтона «Природа физического мира» (The Nature of the Physical World) мы читаем: «Астрономические доказательства практически не оставляют сомнений, что у так называемых белых карликов плотность материи намного превышает все, с чем мы сталкиваемся на Земле; у компаньона Сириуса, например, плотность составляет около шестидесяти килограмм на кубический сантиметр. Это обстоятельство объясняется тем фактом, что высокая температура и соответственно активное возбуждение вещества разрушают электронные оболочки, то есть ионизируют атомы, что способствует гораздо более плотной упаковке частиц». В течение года после публикации в 1928 г. эта книга была переиздана на английском десять раз. Она была переведена на множество языков, включая французский. Идея, что белые карлики состоят из электронно-вырожденной материи, была предложена Р. Фаулером в 1925 г. и быстро принята. С другой стороны, индийский астрофизик С. Чандрасекар в период с 1934 по 1937 г. в Великобритании впервые выдвинул предположение, что белые карлики состоят из «релятивистски вырожденной» материи; астрономы, не знакомые с квантовой механикой, встретили эту идею со значительным скептицизмом. Одним из самых ярых скептиков был Эддингтон. Споры были освещены в научной прессе и доступны любому образованному человеку. Все это произошло как раз перед тем, как Гриоль узнал догонскую легенду о Сириусе.

Мое воображение рисует некоего француза в гостях у догонов, в той части Западной Африки, которая тогда, в начале XX в., была французской. Он мог быть дипломатом, исследователем, искателем приключений или одним из первых антропологов. Такие люди – например, Ричард Бертон – посещали Западную Африку за много десятилетий до того. Разговор затрагивает астрономические знания. Сириус – самая яркая звезда в небе. Догоны потчуют гостя своей мифологией о Сириусе. Затем, выжидательно улыбаясь, они спрашивают своего гостя, какие он знает мифы о Сириусе. Возможно, прежде чем ответить, он сверяется с потрепанной книгой из своего багажа. Поскольку белый карлик – компаньон Сириуса – недавняя астрономическая сенсация, путешественник вместо традиционного мифа излагает эффектный современный взгляд. После того как он уходит, его рассказ вспоминают, пересказывают и в конце концов вводят в основной корпус догонской мифологии – или по крайней мере в боковую ветвь (возможно, под названием «Мифы о Сириусе, предания бледнолицых»). Когда Марсель Гриоль проводит исследования мифологии в 30-х и 40-х гг. ХХ в., ему воспроизводят мнение европейцев о Сириусе.

Такое полноцикличное возвращение мифа к породившей его культуре через ничего не подозревающего антрополога может звучать неправдоподобно, если бы в антропологии не было так много подобных примеров. Я перечислю здесь несколько случаев.

В первом десятилетии XX столетия начинающий антрополог собирал рассказы о древних традициях коренного американского населения на юго-западе. Он хотел записать эти традиции, почти исключительно устные, пока они совсем не исчезли. Молодые коренные жители Америки уже утратили ощутимую связь со своими культурными корнями, и антрополог сосредоточил свое внимание на пожилых членах племени. Однажды он сидел у хогана[51] со старым, но энергичным и готовым сотрудничать информантом.

– Расскажите мне о ритуалах ваших предков при рождении ребенка.

– Минутку.

Старый индеец медленно зашаркал в темные глубины хогана. Через четверть часа он вернулся и подробно описал послеродовые обряды, включая ритуалы, связанные со схватками, плацентой, пуповиной, первым вздохом и первым криком. Увлеченно все записывая, воодушевленный антрополог систематично прошелся по всему списку ритуалов, в том числе тем, которые относятся к браку, достижению возраста половой зрелости, вынашиванию детей и смерти. В каждом случае собеседник исчезал в хогане и появлялся через четверть часа с богатым набором ответов. Антрополог был поражен. Может, гадал он, внутри хогана находится индеец еще старше, возможно, немощный и прикованный к постели? Наконец он не мог дольше сопротивляться любопытству, набрался храбрости и спросил своего информанта, что он делал каждый раз, удаляясь в хоган. Старик улыбнулся, удалился последний раз и вернулся, таща увесистый том «Словаря американской этнографии», который был составлен антропологами в предыдущем десятилетии. «Бедный белый человек, – должно быть, думал он, – такой пылкий, полон благих намерений, но столь невежественный. У него нет экземпляра этой чудесной книги, которая содержит традиции моего народа. Я расскажу ему, о чем в ней говорится».

Две другие мои истории касаются приключений замечательного врача, доктора Д. Гайдушека, который многие годы изучал куру, редкую вирусную болезнь, среди населения Новой Гвинеи. За эту работу он получил Нобелевскую премию по медицине в 1976 г. Я благодарен доктору Гайдушеку за то, что он освежил в моей памяти свои истории, которые я впервые услышал от него много лет назад. Новая Гвинея – это остров, на котором горные гряды отделяют подобно горам Древней Греции, но более основательно, народы одной долины от другой. В результате там наблюдается большое изобилие и разнообразие культурных традиций.

Весной 1957 г. Гайдушек и доктор Винсент Зигас из Службы здравоохранения островной страны, которая тогда называлось Территория Папуа – Новая Гвинея, путешествовали под охраной австралийского патрульного офицера из долины Пуроза по южному региону обитания этнолингвистической группы форе в деревню Агакаматаса для исследования «неконтролируемой территории». Там все еще использовались каменные орудия и оставалась традиция каннибализма внутри собственного племени. Гайдушек и его спутники обнаружили случаи заболевания куру, которое передается при каннибализме (но чаще всего не через пищеварительный тракт) в этой самой дальней из деревень южного региона обитания племени форе. Они решили провести там несколько дней, поселившись в одном из больших и традиционных wa’e, или мужских домов (фонографические записи музыки одного из них, кстати, были посланы к звездам на «Вояджере»). Без окон, с низкой дверью, дымный, крытый соломой дом был разгорожен так, что гости не могли ни стоять, ни выпрямиться, ни растянуться. Он был разделен на множество спальных отсеков, каждый с собственным маленьким очагом, вокруг которого собирались группами мужчины и мальчики, чтобы спать и согреваться во время холодных ночей на высоте более 2000 метров над уровнем моря (это выше, чем Денвер). Чтобы устроить своих гостей, мужчины и мальчики с готовностью вынули внутреннюю часть половины церемониального мужского дома, и в течение двух суток проливного дождя Гайдушек и его спутники были привязаны к дому на высоком, продуваемом ветром, окутанном туманом горном кряже. Молодые форе вплетали в волосы кору дерева и мазали их свиным жиром. В нос они вдевали огромные украшения, носили браслеты, сделанные из пенисов свиней, а на шее – гениталии опоссумов и древесных кенгуру.

Хозяева пели свои традиционные песни всю первую ночь и весь следующий дождливый день. В обмен, «чтобы укрепить их доверие, – как говорит Гайдушек, – мы тоже начали петь свои песни – среди них такие русские песни, как “Очи черные” и “Мой костер в тумане светит”…». Эти песни пошли на ура, и жители деревни Агакаматаса много раз просили их повторить в дымной хижине племени форе под аккомпанемент ливня.

Несколько лет спустя Гайдушек занимался сбором местной музыки в другой части южного региона обитания племени форе и попросил группу молодых людей продемонстрировать их репертуар традиционных песен. К удивлению Гайдушека, они воспроизвели немного измененную, но все же четко распознаваемую версию песни «Очи черные». Многие поющие, видимо, считали песню традиционной, и позже тот же Гайдушек обнаружил, что эта песня стала распространяться еще дальше, и никто из поющих понятия не имел о ее источнике.

Мы легко можем представить, как какой-нибудь исследователь мировой этномузыки приехал бы в исключительно удаленную часть Новой Гвинеи и обнаружил, что у коренных жителей есть традиционная песня, которая по ритму, музыке и словам поразительно похожа на «Очи черные». Если бы он считал, что этот народ не вступал раньше в контакт с представителями западной цивилизации, он был бы озадачен.

Позже в том же году Гайдушека посетили несколько австралийских врачей, которые хотели понять выдающиеся открытия о передаче куру от пациента к пациенту посредством каннибализма. Гайдушек описал теории происхождения многих болезней народа форе, который не верил, что болезни вызываются духами мертвых или что злые умершие родственники, завидуя живым, насылали болезнь на тех из них, которые обидели их, как антрополог-первопроходец Бронислав Малиновский[52] рассказывал о народах, живущих на берегах Меланезии. Племя же форе приписывало большинство болезней злым чарам, которые мог наслать любой оскорбленный и мстящий мужчина, молодой или старый, без помощи специально обученных колдунов. Таковым было особое магическое объяснение для куру, но также для хронической легочной болезни, проказы, фрамбезии и так далее. Эти убеждения сформировались давно и их неукоснительно придерживались, но, как только народ форе увидел, что инъекции пенициллина, сделанные Гайдушеком и его группой, полностью излечили фрамбезию, они быстро согласились, что магическое объяснение этого заболевания было ошибкой, и отказались от него; в последующие годы оно больше не всплывало. (Я хотел бы, чтобы представители западной цивилизации так же быстро отказывались от устаревших и ошибочных социальных идей, как племя форе Новой Гвинеи.) Современное лечение проказы также привело к исчезновению магического объяснения, хотя медленнее, и народ форе сегодня смеется над этими устаревшими взглядами о лечении фрамбезии и проказы. Но традиционные взгляды на происхождение куру остались такими же, поскольку люди с Запада не смогли вылечить или объяснить народу форе в доступной им форме происхождение и природу этой болезни. Таким образом, народ форе продолжает скептически относиться к западным объяснениям происхождения куру и придерживаться точки зрения, что причина в злых чарах.

Один из австралийских врачей, посетив соседнюю деревню с одним из местных жителей – информантов Гайдушека – в качестве переводчика, провел день, изучая больных куру и независимо собирая информацию. В тот же вечер он вернулся и сообщил Гайдушеку, что тот ошибался в том, что народ форе не верит в то, что духи умерших являются причиной болезни, и что он еще больше ошибался, думая, что они отказались от идеи, что причиной фрамбезии является колдовство. Люди утверждали, продолжал он, что мертвое тело могло стать невидимым и что невидимый дух мертвого человека мог войти в кожу пациента ночью через незаметное отверстие и заразить фрамбезией. Австралийские информанты даже изобразили палкой на песке внешний вид этих призрачных существ. Они тщательно нарисовали круг и несколько волнистых линий внутри. Снаружи круга, как они объяснили, оно было черное, внутри круга яркое – таков был нарисованный на песке портрет злых и болезнетворных духов.

Расспросив молодого переводчика, Гайдушек обнаружил, что австралийский врач разговаривал с некоторыми пожилыми мужчинами деревни, которых хорошо знал Гайдушек и которые часто бывали в гостях у него дома и в лаборатории. Они пытались объяснить, что форма возбудителя, вызывающего фрамбезию, была спиральной – так выглядела спирохета, которую они видели много раз в темнопольный микроскоп Гайдушека. Они согласились, что она была невидимой – ее можно быть увидеть только в микроскоп, – и когда австралийский врач стал их допрашивать, «представляет» ли она собой мертвого человека, они вынуждены были признать, что Гайдушек подчеркивал, что ее можно подхватить в результате близкого контакта с больным фрамбезией, например если спать рядом с ним.

Я хорошо помню, как первый раз смотрел в микроскоп. Сфокусировав глаза рядом с окуляром, я увидел только свои ресницы, а затем, вглядываясь дальше в темную глубину цилиндра, наконец смог посмотреть прямо вниз в трубку микроскопа и был ослеплен ярким кругом света. Некоторое время глазу нужно привыкнуть, чтобы изучить то, что находится в круге. Демонстрация, которую провел Гайдушек народу форе, оказала столь мощное влияние – в конце концов альтернативы такой конкретной реальности совершенно отсутствовали, – что многие приняли его версию, даже несмотря на невозможность вылечить болезнь пенициллином. Возможно, некоторые рассматривали спирохет в микроскоп как забавный пример мифа белого человека и мелкой магии, и когда другой белый человек пришел, чтобы спросить о происхождении болезни, они вежливо вернули ему идею, которая, как они считали, его устроит. Если бы представители западной цивилизации перестали контактировать с народом форе на пятьдесят лет, мне кажется, вполне возможно, что будущий гость, к своему удивлению, обнаружит, что народ форе, несмотря на его дотехнологическую культуру, обладает знаниями по медицинской микробиологии.

Все эти три истории подчеркивают почти неизбежные проблемы, встречающиеся при попытке узнать у «примитивных» народов их древние легенды. Можете ли вы быть уверены, что другие не приходили до вас и не разрушили первоначальное состояние туземного мифа? Можете ли вы быть уверены, что коренные жители не шутят над вами и не дурачат? Бронислав Малиновский думал, что обнаружил на Тробрианских островах народ, который не знает связи между половым актом и рождением ребенка. Когда он их спросил, откуда берутся дети, они выдали ему замысловатый миф, в котором главным образом фигурировало небесное вмешательство. Изумленный Малиновский возразил, что это совсем не так, и в свою очередь рассказал им версию, такую популярную сейчас на Западе, включая девятимесячный период беременности. «Невозможно, – ответили меланезийцы. – Ты разве не видишь вон там женщину с шестимесячным ребенком? Ее муж уплыл на другой остров, и его не было два года». Что вероятнее – что меланезийцы не знают, откуда берутся дети, или что они мягко пожурили Малиновского? Если бы какой-нибудь незнакомец необычного вида пришел в мой город и спросил меня, откуда берутся дети, мне бы точно захотелось рассказать ему об аистах и капусте. Донаучные люди – тоже люди. По отдельности они не глупее нас. Опрос информантов из другой культуры при полевом исследовании не всегда бывает легким.

Интересно, не услышали ли догоны от представителя западной цивилизации необычный новый миф о звезде Сириус – звезде, играющей важную роль в их собственной мифологии – и не вернули ли его обратно посетившему их французскому антропологу? Разве это не более вероятно, чем визит инопланетных путешественников в Древний Египет с единственным комплектом научных знаний, противоречащих здравому смыслу и сохранявшихся в устной традиции более тысячи лет и только в Западной Африке?

Слишком много оговорок, слишком много альтернативных объяснений, чтобы такой миф был надежным доказательством контакта с инопланетянами в прошлом. Если существуют инопланетяне, я думаю, гораздо вероятнее, что их обнаружат автоматические межпланетные космические зонды и большие радиотелескопы.

На протяжении всей человеческой истории предпринимались попытки привести рациональные аргументы, чтобы убедить скептиков в существовании Бога или богов. Но большинство теологов утверждают, что конечная реальность божественных существ – это вопрос чистой веры, она недоступна рациональному толкованию. Святой Ансельм утверждал, что, поскольку мы можем представить совершенное существо, оно должно существовать, потому что оно не было бы совершенным без дополнительного совершенства реальности. Этот так называемый онтологический аргумент более или менее сразу же подвергся критике по двум причинам: (1) Можем ли мы представить абсолютно совершенное существо? (2) Разве очевидно, что совершенство усиливается реальностью? Современному уху такие религиозные аргументы кажутся просто словами и определениями и не касаются действительности.

Более знакомый аргумент заключается в разумном замысле – подходе, который проникает глубоко в вопросы фундаментальной научной проблематики. Этот аргумент прекрасно сформулировал Дэвид Юм: «Посмотрите вокруг: рассмотрите мир в целом и каждую его часть; вы обнаружите, что он – всего лишь один большой механизм, разделенный на бесконечное число меньших механизмов… Все эти различные механизмы, даже их самые мелкие части, подогнаны друг к другу с точностью, приводящей в восхищение всех людей, которые когда-либо их рассматривали. Любопытное соответствие средств и целей во всей природе точно напоминает, хотя намного превосходит, человеческую изобретательность, замысел, мысли, мудрость и ум. Поскольку следствия напоминают друг друга, можно сделать вывод, по всем правилам аналогии, что причины также сходятся и что Создатель природы – нечто похожее на разум человека, хотя обладает гораздо бо́льшими способностями, учитывая грандиозность работы, которую он выполнил».

Юм затем продолжает подвергать этот аргумент, так же как Иммануил Кант после него, резкой и обоснованной критике, несмотря на которую аргумент о разумном замысле продолжал быть очень популярным, как, например, в работах Уильяма Пейли в начале XIX столетия. Типичный пассаж Пейли гласит: «Не может быть замысла без его создателя, изобретения без изобретателя, порядка без отбора, системы без того, кто может систематизировать, содействия и соответствия цели без того, кто мог бы поставить цель, средств, подходящих для достижения цели, выполняющих свое предназначение и достигающих этой цели, без постановки цели или средств, приспособленных под нее. Порядок, расположение частей, пригодность средств для достижения цели и соответствие используемых инструментов указывают на присутствие ума и разума».

Только с развитием современной науки, особенно с появлением блестяще сформулированной теории эволюции посредством естественного отбора, выдвинутой Чарльзом Дарвином и Альфредом Уоллесом в 1859 г., эти, на первый взгляд, правдоподобные аргументы были неизбежно опровергнуты.

Конечно же, невозможно опровергнуть существование Бога, особенно достаточно незаметного Бога. Но не оспаривать неадекватные аргументы в пользу существования Бога не пойдет на благо ни науке, ни религии. Более того, дебаты по таким вопросам забавны и по меньшей мере тренируют ум для полезной работы. Сейчас мало ведется подобного рода дискуссий, вероятно, потому, что новые аргументы в пользу существования Бога, которые можно вообще понять, чрезвычайно редки. Одну из последних современных версий теории разумного замысла любезно прислал мне ее автор, возможно, чтобы получить конструктивную критику.

Норман Блум – американец, наш современник, который, к слову сказать, верит, что сам является Иисусом Христом во Втором пришествии. Блум замечает в Библии и повседневной жизни числовые совпадения, которые другие бы посчитали бессмысленными. Но таких совпадений так много, что Блум верит, что за ними может стоять только невидимый разум, и тот факт, что никто другой не способен найти или оценить такие совпадения, убеждает Блума, что он был избран, чтобы обнаружить присутствие Бога. Блум постоянно посещает некоторые научные собрания, где он пламенно обращается к спешащим, поглощенным своими мыслями толпам, переходящим от секции к секции. Типичное обращение Блума: «И хотя вы и отвергаете меня, и отрицаете меня, и смеетесь надо мной, НИКТО НЕ ПРИДЕТ, КАК ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ МЕНЯ. На то будет моя воля, потому что я создал вас из ничего. Вы – Создание Моих Рук. И я завершу Мое Созидание и Достигну Моей Цели, которую я поставил изначально. Я ТОТ, КТО Я ЕСТЬ. Я – ГОСПОДЬ, ТВОЙ ИСТИННЫЙ БОГ». Он более чем скромен, и традиция использовать заглавные буквы полностью его.

Блум издал очаровательную брошюру, которая утверждает: «Весь профессорско-преподавательский состав Принстонского университета (включая служащих, деканов и заведующих кафедрами, перечисленных здесь) согласился, что не может ни опровергнуть, ни указать на ошибочность доказательств, приведенных в книге “Новый Мир”, вышедшей в сентябре 1974 г. Эти люди признают 1 июня 1975 г., что они принимают в качестве доказанной истины “НЕОПРОВЕРЖИМОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ТОГО, ЧТО ВЕЧНЫЙ РАЗУМ И РУКА НАПРАВЛЯЛИ И КОНТРОЛИРОВАЛИ ИСТОРИЮ МИРА В ТЕЧЕНИЕ МНОГИХ ТЫСЯЧ ЛЕТ”». При более внимательном прочтении оказывается, что, несмотря на то что Блум раздал свои доказательства более тысячи сотрудникам Принстонского университета и предложил дать 1000 долларов первому, кто опровергнет его доказательства, он не получил никакого ответа. Через полгода он пришел к выводу, что, поскольку Принстон не ответил, Принстон поверил. Размышляя о поведении членов профессорско-преподавательского состава университета, я пришел к альтернативному объяснению. В любом случае я не думаю, что отсутствие ответа подтверждает аргументы Блума.

Принстон явно был не одинок в недоброжелательном отношении к Блуму: «Да, бесчисленное количество раз меня преследовала полиция за то, что я принес вам в дар свое писание… Разве профессора университета не должны обладать зрелостью суждения и мудростью, чтобы быть способными прочитать написанное и самим определить ценность его содержания? Разве им нужна ПОЛИЦИЯ КОНТРОЛЯ МЫСЛЕЙ, которая будет указывать, что они должны или не должны читать или думать? Но даже на факультете астрономии Гарвардского университета меня преследовала полиция за то, что я читал лекцию о Новом Мире, неопровержимом доказательстве, что система “Земля – Луна – Солнце” сформирована контролирующим разумом и рукой. Да, и МЕНЯ УГРОЖАЛИ ЗАБРАТЬ В ТЮРЬМУ, ЕСЛИ Я ОСМЕЛЮСЬ ЕЩЕ РАЗ ЗАМАРАТЬ КАМПУС ГАРВАРДА СВОИМ ПРИСУТСТВИЕМ… И ЭТО УНИВЕРСИТЕТ, НА ГЕРБЕ КОТОРОГО НАПИСАНО СЛОВО VERITAS: Истина. Ах, какие вы лицемеры и насмешники!»

Предполагаемых доказательств много, и они различные, все включают числовые совпадения, которые, как считает Блум, не могут быть случайны. И по стилю, и по содержанию аргументы напоминают тексты комментариев к Талмуду и средневековое каббалистическое учение еврейского народа: например, угловой размер Луны или Солнца, как видно с Земли, составляет половину градуса. Это только 1/720 круга (360°) неба. Но 720 = 6! = 6 × 5 × 4 × 3 × 2 × 1. Следовательно, Бог существует. Это улучшенное доказательство Эйлера, предоставленное Дидро, но подход знакомый и проходит через всю историю религии. В 1658 г. Гаспар Шотт, иезуитский священник, объявил в своей Magia Universalis Naturae et Artîs, что число степеней благодати Девы Марии составляет 2256 = 228 ≈ 1,2 × 1077 (что, кстати, очень приблизительно равно числу элементарных частиц во Вселенной).

Другой аргумент Блума описан как «неоспоримое доказательство того, что Бог из Библии – это тот, кто направлял и контролировал историю мира в течение многих тысяч лет». Аргумент таков: согласно главам 5 и 11 «Книги Бытия» Авраам родился через 1948 лет после Адама, в то время когда отцу Авраама, Тераху, было семьдесят лет. Но Второй Храм был разрушен римлянами в 70 г. н. э., и государство Израиль было создано в 1948 г. Тяжело избавиться от впечатления, что в этом аргументе может быть какой-то изъян. В конце концов, «неоспоримое» – довольно сильное слово. Но этот аргумент отличается от версии святого Ансельма.

Однако центральным аргументом Блума, на котором основано все остальное, является установленное астрономическое совпадение, что 235 новолуний длятся ровно девятнадцать лет. Отсюда: «Послушай, человечество, я говорю вам всем, в сущности, вы живете в часах. Часы отсчитывают совершенное время с точностью до одной секунды в день! … Как могут работать такие часы на небе, если там нет какого-то существа, обладающего восприятием и пониманием, которое, по плану и своей властью, могло создать те часы?»

Справедливый вопрос. Чтобы разобраться в нем, мы должны понимать, что в астрономии используется несколько разных типов года и месяца. Звездный (сидерический) год – это период, за который Земля совершает один оборот вокруг Солнца и занимает исходное положение относительно далеких звезд. Его продолжительность составляет 365,2564 суток. (Сутки, которые мы будем использовать, так же как и Норман Блум, – те, что астрономы называют «средние солнечные сутки».) Еще есть тропический год. Это период, за который Земля делает один оборот вокруг Солнца, завершая один цикл смены времен года; его продолжительность составляет 365,24219 сут. Тропический год не равен звездному из-за предварения равноденствий[84], периодического постепенного смещения земной оси под воздействием гравитационных сил Солнца и Луны благодаря ее сплющенной у полюсов форме. И наконец, есть так называемый аномалистический год, состоящий из 365,2596 сут. Это интервал между двумя последовательными ближайшими подходами Земли к Солнцу; он не равен звездному году из-за постепенного сдвига эллиптической орбиты Земли в своей собственной плоскости под воздействием гравитационного поля ближайших планет.

Также существует несколько разных типов месяцев. Слово «месяц», конечно, происходит от «месяца» (Луны). Звездный (сидерический) месяц – это время, в течение которого Луна совершает один оборот вокруг Земли и занимает исходное положение относительно далеких звезд; его продолжительность составляет 27,32166 сут. Синодический месяц, который также называется лунным, – это время от новолуния до новолуния или от полнолуния до полнолуния. Его продолжительность составляет 29,530588 сут. Синодический месяц не равен звездному месяцу, потому что в ходе одного сидерического оборота Луны вокруг Земли система «Земля – Луна» в целом немного (примерно на одну тридцатую) смещается по орбите вокруг Солнца. Следовательно, угол, под которым Солнце освещает Луну, меняется с точки зрения земного наблюдателя. Плоскость орбиты Луны вокруг Солнца пересекает орбиту Земли вокруг Солнца в двух точках – напротив друг друга, – которые называются узлами орбиты Луны. Узловой, или драконический месяц – это время, за которое Луна возвращается обратно от одного узла орбиты до того же узла; его продолжительность составляет 27,21222 сут. Эти узлы сдвигаются, составляя один видимый круг, за 18,6 года из-за воздействия гравитационного поля, преимущественно Солнца. Наконец, есть аномалистический месяц, составляющий 27,55455 сут., – это промежуток времени, за который Луна делает полный оборот вокруг Земли относительно ближайшей точки ее орбиты. Ниже приведена маленькая таблица этих различных определений года и месяца.

Итак, главное доказательство существования Бога Блума зависит от выбора типа года, который нужно умножить на 19 и затем разделить на один из типов месяца. Поскольку звездный, тропический и аномалистический год близки по продолжительности, мы, соответственно, получаем одинаковый ответ, какой бы год ни выбрали. Но с месяцами все не так просто. Существует четыре разных типа месяца, и в каждом случае получается разный ответ. Если мы спросим, сколько синодических месяцев в девятнадцати звездных годах, мы получим ответ 253,00621, как и было заявлено; и именно близость этого результата к целому числу является основным положением доказательства Блума. Блум, конечно, не считает это совпадением.

Но если вместо этого мы бы спросили, сколько звездных месяцев в девятнадцати звездных годах, мы бы получили ответ 254,00622, узловых месяцев – 255,02795 и аномалистических месяцев – 251,85937 соответственно. Безусловно, правда, что синодический месяц – самый явный для невооруженного наблюдателя, но тем не менее у меня создается впечатление, что можно построить равно замысловатые теологические рассуждения и на числах 252, 254 или 255, как и на 235.

Сейчас мы должны спросить, откуда берется число 19 в этом доказательстве. Единственным обоснованием служит чудесный 19-й псалом Давида, который начинается так: «Небеса проповедуют славу Божию, и о делах рук Его вещает твердь. День дню передает речь, и ночь ночи открывает знание»[85]. Цитата кажется вполне уместной, поскольку указывает на астрономические доказательства существования Бога. Но сам аргумент принимает за данность то, что с его помощью хотят доказать. Этот аргумент еще и не уникален. Рассмотрим, например, 11-й псалом, также написанный Давидом. В нем мы находим слова, которые могут тоже относиться к этому вопросу: «Господь во святом храме Своем, Господь, – престол Его на небесах, очи Его зрят; вежды Его испытывают сынов человеческих»[86], после которых в следующем псалме видим: «сыны человеческие… ложь говорят». Итак, если мы спросим, сколько синодических месяцев в одиннадцати звездных годах (или 4017,8204 солнечных суток), мы получим ответ 136,05623. Таким образом, так же как есть связь между девятнадцатью годами и 235 новолуниями, есть связь между одиннадцатью годами и 136 новолуниями. Более того, известный британский астроном сэр Артур Эддингтон считал, что всю физику можно вывести из числа 136. (Я однажды высказал Блуму мнение, что с вышеупомянутыми сведениями и долей интеллектуальной стойкости можно таким же образом воссоздать всю боснийскую историю.)

Одно числовое совпадение такого рода, которое действительно имеет большое значение, было хорошо известно вавилонянам, современникам древних евреев. Оно называется «сарос». Это период времени между двумя последовательными одинаковыми циклами затмений. При солнечном затмении Луна, которая с Земли выглядит размером с Солнце (1/2°), должна проходить перед ним. При лунном затмении тень Земли в космосе должна падать на Луну. Для того чтобы произошло любое затмение, Луна должна, в первую очередь, быть или новой, или полной, чтобы Земля, Луна и Солнце находились на прямой линии. Следовательно, синодический месяц явно влияет на периодичность затмений. Но для того, чтобы произошло затмение, Луна должна также оказаться рядом с одним из узлов своей орбиты. Следовательно, нужен узловой месяц. Оказывается, что 233 синодических месяца равны 241,9989 (или очень близко к 242) узлового месяца. Это немного больше восемнадцати лет – на десять или одиннадцать дней (в зависимости от количества високосных годов в этом промежутке) – и составляет сарос. Совпадение?

Подобные числовые совпадения на самом деле встречаются во всей Солнечной системе. Соотношение периода вращения Меркурия вокруг своей оси и орбитального периода[87] составляет 3 к 2. Венере удается поворачиваться к Земле одной и той же стороной при максимальном приближении к ней на каждом обороте вокруг Солнца. Частица, которая находится между двумя главными кольцами Сатурна, в так называемой щели Кассини[88], оборачивается вокруг Сатурна за период времени, вдвое меньший периода обращения Мимаса, его второго спутника. Аналогично в астероидном поясе существуют пустые области, известные как люки Кирквуда, которые соответствуют несуществующим астероидам с периодами, составляющими половину периода обращения Юпитера, одну треть, две пятых, три пятых и так далее.

Ни одно из этих числовых совпадений не доказывает существование Бога – или, если доказывает, это слабый аргумент, потому что эти эффекты вызваны резонансом. Например, астероид, который окажется в одном из люков Кирквуда, испытывает периодическое гравитационное воздействие Юпитера. Астероид два раза оборачивается вокруг Солнца, пока Юпитер проходит ровно один круг. При каждом обращении в одной и той же точке своей орбиты астероид притягивается Юпитером. Вскоре астероид выбрасывается с такой орбиты и освобождает ее. Такие простые целочисленные соотношения являются обычным следствием орбитального резонанса в Солнечной системе. Это вид естественного отбора, вызываемого гравитационными возмущениями. Пройдет достаточно времени – а времени у Солнечной системы много, и число случаев такого резонанса неизбежно возрастет.

То, что общим результатом возмущений в движении планет являются стабильные резонансы, а не катастрофические столкновения, впервые показал на теории тяготения Ньютона Пьер-Симон, маркиз де Лаплас, который описал Солнечную систему как «большой маятник вечности, который отбивает века, как маятник отбивает секунды». Итак, элегантность и простоту ньютоновской теории тяготения можно использовать как аргумент в пользу существования Бога. Мы можем представить вселенные с другими законами тяготения и гораздо более хаотичными взаимодействиями планет. Но во многих таких вселенных мы не смогли бы жить именно из-за хаоса. Такие орбитальные резонансы не доказывают существование Бога, но, если он действительно существует, они показывают, используя слова Эйнштейна, что, хотя он и изощрен, но не злонамерен.

Блум продолжает свою работу. Например, он продемонстрировал существование предопределения в истории Соединенных Штатов Америки по преобладанию числа 13 в счете матча главной бейсбольной лиги 4 июля 1976 г. Он принял мой вызов и попытался вывести некоторые события боснийской истории на основе нумерологии – по крайней мере убийство эрцгерцога Фердинанда в Сараево, событие, которое ускорило начало Первой мировой войны. Один из его аргументов основан на дате, когда сэр Артур Эддингтон делал доклад на тему загадочного числа 136 в Корнельском университете, где я преподаю. И он даже провел некоторые числовые манипуляции, используя дату моего рождения, чтобы продемонстрировать, что я также являюсь частью космического плана. Эти и подобные случаи убеждают меня в том, что Блум может доказать что угодно.

Норман Блум, на самом деле, – своего рода гений. Если изучать достаточно независимые явления и искать соответствия, некоторые, конечно, будут найдены. Если мы знаем только о совпадениях, а не об огромных усилиях и многих неудачных попытках, которые предшествовали их обнаружению, мы можем поверить, что было сделано важное открытие. На самом деле это только то, что статистики называют «ошибочным подсчетом благоприятных обстоятельств». Но, чтобы найти столько совпадений, сколько нашел Норман Блум, требуются большой навык и самоотдача. Это, возможно, безнадежная цель – продемонстрировать существование Бога посредством числовых совпадений тем, кто этим не интересуется, не говоря уже о тех, кто не разбирается в математике. Легко представить, чего бы достиг в другой области Блум со своими талантами. Но есть что-то выдающееся, я считаю, в его пламенной преданности и прекрасной арифметической интуиции. Это сочетание талантов, которое, можно сказать, дано Богом.

Кдесяти годам я решил – почти не ведая о сложности проблемы, – что Вселенная плотно заселена. В ней слишком много места, чтобы была заселена только одна планета. И судя по разнообразию жизни на Земле (деревья сильно отличались от большинства моих друзей), я решил, что живые организмы на других планетах должны выглядеть очень необычно. Я пытался представить их внешний вид, но, несмотря на все мои усилия, я всегда представлял своего рода земную химеру – смесь существующих растений и животных.

Примерно в то время один друг познакомил меня с романами Эдгара Берроуза о Марсе. Раньше я сильно не задумывался о Марсе, но в приключениях Джона Картера он предстал передо мной удивительным, обитаемым инопланетным миром во плоти: древнее морское дно, большие насосные стации на каналах и разнообразные существа, некоторые весьма экзотические. Были, например, крупные животные с восемью ногами, тоаты.

Эти романы было интересно читать. Поначалу. Затем постепенно начали возникать сомнения. Неожиданный поворот сюжета в первом романе о Джоне Картере, который я читал, был связан с тем, что он забыл, что на Марсе год длиннее, чем на Земле. Но мне казалось, что, если ты летишь на другую планету, первым делом ты проверяешь длину дня и года. (Кстати, я не помню, чтобы Картер упоминал такой примечательный факт, что марсианский день почти такой же длительности, что и земной. Складывалось впечатление, что он как будто ожидал увидеть знакомые черты своей родной планеты где-то еще.) Затем я натолкнулся на случайные детали, которые сначала поразили меня, но по здравом размышлении разочаровали. Например, Берроуз мимоходом замечает, что на Марсе на два основных цвета больше, чем на Земле. Я долго представлял с крепко закрытыми глазами новый основной цвет. Но это всегда оказывался или грязно-коричневый, или сливовый. Каким образом на Марсе может быть еще один основной цвет, тем более два? Что такое основной цвет? Он связан с физикой или с физиологией? Я решил, что Берроуз, возможно, не знал, о чем говорил, но он определенно заставлял читателей задуматься. И в тех многочисленных главах, в которых не о чем было задумываться, были достаточно злобные враги и воодушевляющие бои на шпагах – более чем достаточно, чтобы удержать интерес десятилетнего мальчика, вынужденного проводить лето в Бруклине.

Год спустя, по чистой случайности, я наткнулся в соседнем кондитерском магазине на журнал Astounding Science Fiction. Взглянув на обложку и пролистав его, я понял, что именно это я и искал. Я еле наскреб необходимую сумму, открыл его на случайной странице, сел на скамейку неподалеку от магазина и прочел свой первый современный научно-фантастический рассказ «Пит все исправит» (Pete Can Fix It) Раймонда Джоунса – добрую историю о путешествии во времени и последствиях ядерной войны. Я знал об атомной бомбе – помню, как восторженный друг объяснял мне, что она сделана из атомов, – но впервые я увидел социальные последствия разработки ядерного оружия. Это заставило задуматься. А маленькое устройство, которое Пит, автомеханик, прикреплял к автомобилям, чтобы прохожие могли совершать короткие предостерегающие поездки в пустынное будущее, – каким оно было? Как было сделано? Как можно попасть в будущее и затем вернуться обратно? Если Раймонд Джоунс знал это, то не рассказал.

Я понял, что меня зацепило. Каждый месяц я с жадностью ждал выпуска журнала. Я прочитал Жюля Верна и Герберта Уэллса, прочитал от корки до корки первые две научно-фантастические антологии, которые смог найти, сделал оценочные карточки, похожие на те, что я любил делать для бейсбола, по качеству историй, которые прочел. Многие из историй я оценивал высоко по вопросам, которые они ставили, но низко по ответам на них.

Во мне все еще живо что-то от того десятилетнего мальчика. Но в общем и целом я старше. Мои критические способности и, возможно, даже литературные вкусы улучшились. Когда я перечитывал роман Рона Хаббарда «Конец еще не настал» (The End Is Not Yet), который я впервые читал в четырнадцать лет, меня настолько поразило, насколько он хуже, чем я помнил, что я серьезно рассматривал возможность того, что у этого автора два романа с одним и тем же названием, но разного качества. Я больше не могу принимать все на веру, как раньше. В «Нейтронной звезде» (Neutron Star) Ларри Нивена[90] сюжет вращается вокруг удивительной силы приливов и отливов, возникающих под действием сильного гравитационного поля. Но нас просят поверить, что через сотни или тысячи лет во время обычного межзвездного космического полета о таких силах забыли. Нас просят поверить, что первое зондирование нейтронной звезды проведено пилотируемым, а не автоматическим космическим аппаратом. От нас просят слишком многого. В романе идей идеи должны работать.

Те же чувства терзали меня много лет назад, когда я читал у Верна описание путешествия на Луну и невесомости, которая была возможна только в том месте в космосе, где не действовало притяжение Земли и Луны, и у Уэллса об изобретении антигравитационного минерала каворита: почему каворит все еще находится на Земле? Не должен ли он был давным-давно улететь в космос? В мастерски снятом научно-фантастическом фильме «Молчаливый бег» (Silent Running) Дугласа Трамбулла деревья, находящиеся на борту космического корабля в огромных закрытых экосистемах, постепенно гибнут. Неделями ведутся тщательные исследования и мучительные поиски решения в текстах по ботанике, и наконец оно найдено: растениям, оказывается, нужен солнечный свет. Герои Трамбулла способны строить межпланетные города, но забыли закон обратных квадратов. Я был готов не обращать внимания на изображение колец Сатурна в виде газов пастельных тонов, но не на это.

У меня те же проблемы с сериалом «Звездный путь» (Star Trek), у которого, я знаю, много поклонников и который, как говорят мне мудрые друзья, я должен воспринимать аллегорически, а не буквально. Но мне сложно поверить в то, что астронавты с Земли приземляются на какую-то отдаленную планету и находят там людей в разгар конфликта между двумя ядерными сверхдержавами, которые называют себя Янги и Комсы или их фонетическими эквивалентами. Через много столетий в будущем во всемирном земном сообществе команда корабля почему-то англо-американская. Только у двух из двенадцати или пятнадцати межзвездных космических кораблей неанглийские названия – «Конго» и «Потемкин». («Потемкин», а не «Аврора»?) И идея успешного скрещивания вулканца с землянином просто игнорирует то, что мы знаем о молекулярной биологии. (Как я заметил где-то, такое скрещивание так же вероятно, как успешное скрещивание человека и петуньи.) По словам Харлана Эллисона, даже такие умеренные биологические нововведения, как заостренные уши и сурово сдвинутые брови у мистера Спока, руководство телеканала сочло слишком смелыми; они посчитали, что такие огромные различия между вулканцами и людьми только смутят аудиторию, и попытались убрать все физиологические черты, отличающие вулканцев. То же самое я думаю о фильмах, в которых знакомые, но немного измененные создания – пауки 90-метровой высоты – угрожают городам Земли: поскольку дыхание у насекомых и паукообразных происходит путем диффузии, такие мародеры задохнулись бы прежде, чем успели разгромить первый же город.

Я считаю, что в моей душе осталась та же жажда чуда, что и в десять лет. Но с тех пор я узнал немного больше о том, как действительно устроен мир. Я считаю, что научная фантастика привела меня к науке. Я считаю, что наука – более тонкая, более замысловатая и поразительная, чем большинство произведений в жанре научной фантастики. Вспомните некоторые научные открытия последних десятилетий: что Марс покрыт древними сухими реками; что обезьяны могут выучить языки из многих сотен слов, понимать абстрактные понятия и создавать новые грамматические конструкции; что существуют частицы, которые беспрепятственно проходят через всю Землю, и мы можем наблюдать, как они поднимаются сквозь наши стопы вверх, так же как спускаются с неба вниз; что в созвездии Лебедь есть двойная звезда, у одной из составляющих этой звездной системы настолько высокое ускорение свободного падения, что свет не может выйти за ее пределы: она может быть ослепительной от излучения внутри, но невидима снаружи. По сравнению со всем этим многие стандартные идеи научной фантастики, как мне кажется, блекнут. Я считаю упущенной возможностью относительное отсутствие подобных вещей и искажение научного мышления в научной фантастике, которое часто в ней встречается. На основе реальной науки можно написать не менее увлекательное и захватывающее художественное произведение, и я считаю, что важно использовать каждую возможность передавать научные идеи цивилизации, которая хоть и основана на науке, почти ничего не делает для того, чтобы наука была понята.

Но лучшее из научной фантастики остается действительно очень хорошим. Есть истории с таким интригующим сюжетом и детально прописанным незнакомым обществом, что они увлекли меня прежде, чем мне даже представилась возможность для критики. Это «Дверь в лето» (The Door into Summer) Роберта Хайнлайна[91], «Моя цель – звезды» (The Stars My Destination)[92] и «Человек без лица» (The Demolished Man)[93] Альфреда Бестера, «Меж двух времен» (Time and Again) Джека Финнея[94], «Дюна» (Dune) Фрэнка Герберта[95] и «Страсти по Лейбовицу» (A Canticle for Leibowitz) Уолтера Миллера[96]. В этих книгах представлены идеи, над которыми можно поразмыслить. Размышления Хайнлайна о технических возможностях и общественной пользе роботов для домашнего хозяйства получили серьезное подтверждение в последующие годы. Большую услугу обществу, как мне кажется, может оказать описание гипотетической внеземной экологии, сделанное в романе «Дюна», которое помогает лучше понять земную экологию. В повести «Тот, кто уменьшился» (He Who Shrank) Генри Хассе представлены захватывающие космологические размышления, которые серьезно обсуждаются и в наше время, идея бесконечной регрессии вселенных, вложенных одна в другую, при которой каждая из наших элементарных частиц является вселенной на один уровень ниже, а мы являемся элементарной частицей в следующей вселенной на уровень выше.

Очень мало научно-фантастических романов сочетают в себе глубокую человеческую чуткость со стандартной научно-фантастической темой. Я имею в виду, например, «Лживая Луна» (Rogue Moon) Альгиса Будриса[97], многие произведения Рэя Брэдбери и Теодора Старджона (например, «Сюда, к мольберту» (To Here and the Easel) последнего – поразительное изображение шизофрении, пережитой изнутри), а также провокационное введение к поэме «Неистовый Роланд» (Orlando Furioso) Ариосто[98].

Астроном Роберт Ричардсон как-то написал проницательный научно-фантастический рассказ о непрерывном образовании космических лучей. В рассказе Айзека Азимова «Там дышит человек» (Breathes There a Man) пронзительно описан эмоциональный стресс и чувство изоляции некоторых лучших ученых-теоретиков. В рассказе «Девять миллиардов имен Бога» (The Nine Billion Names of God) Артур Кларк[99] познакомил западных читателей с интригующими размышлениями о восточных религиях.

Одно из величайших преимуществ научной фантастики заключается в том, что она может передавать обрывочные сведения, намеки и фразы о знаниях, неизвестных или недоступных читателю. Рассказ Хайнлайна «Дом, который построил Тил»[100] (And He Built a Crooked House), возможно, впервые познакомил многих читателей с геометрией четырехмерного пространства в доступной форме. В одном научно-фантастическом произведении фактически представлены математические расчеты последней попытки Эйнштейна вывести теорию единого поля; в другом фигурирует важное уравнение из области популяционной генетики. Роботы Азимова были «позитронными», потому что позитрон как раз недавно открыли. Азимов никогда не объяснял, как позитроны управляют роботами, но его читатели узнали про позитроны. Родомагнитные роботы Джека Уильямсона работали на рутении, родии и палладии – металлах VIII группы, следующих в периодической системе химических элементов после железа, никеля и кобальта. Была предложена аналогия с ферромагнетизмом. Я предполагаю, что в наши дни в научной фантастике существуют кварковые роботы, которые кратко расскажут об увлекательной современной физике элементарных частиц. «Да не опустится тьма» (Lest Darkness Fall) Л. Спрэга де Кампа – отличное знакомство с Римом времен вторжения готов, а серия Азимова «Академия» (Foundation)[101], хотя это не объясняется в его книгах, представляет собой очень содержательное описание развития широко раскинувшейся величественной Римской империи. Истории о путешествии во времени – например, три замечательных произведения Хайнлайна «Все вы зомби» (All You Zombies)[102], «По собственным следам» (By His Bootstraps) и «Дверь в лето» (The Door into Summer) – заставляют читателя задуматься о природе причинно-следственной связи и стреле времени. Это книги, над которыми можно поразмышлять, когда вы набираете ванну или гуляете по лесу в первый снегопад.

Еще одна большая ценность современной научной фантастики заключается в произведениях искусства, на создание которых она вдохновляет. Смутно представлять себе, как может выглядеть поверхность другой планеты, – это одно, но изучать детально прорисованную картину Чесли Боунстелла, написанную в расцвете его творчества, – это совсем другое. Ощущение астрономического чуда великолепно передают лучшие из таких современных художников – Дон Дэвис, Джон Ломберг, Рик Стернбах, Роберт Макколл. И в стихотворениях Дианы Аккерман можно увидеть перспективу зрелой астрономической поэзии, хорошо знакомой со стандартными научными темами.

Научно-фантастические идеи широко распространены сегодня и в других формах. У нас есть такие писатели-фантасты, как Айзек Азимов и Артур Кларк, которые блестяще и убедительно рассказывают в стиле нон-фикшн о многих проблемах науки и общества. Некоторые современные ученые представлены широкой публике посредством научной фантастики. Например, в серьезном романе «Слушающие» (The Listeners) Джеймса Ганна[103] мы находим следующий комментарий, сделанный пятьдесят лет назад о моем коллеге, астрономе Фрэнке Дрейке: «Дрейк! Что он знал?» Много, оказывается. Также натуральная научная фантастика скрывается под видом широко распространенных псевдонаучных трудов, систем убеждений и организаций.

Один писатель-фантаст, Рон Хаббард, основал успешный культ, который назвал «сайентология»[104], изобретенный, как говорят, за одну ночь, когда он заключил пари, что сможет, как и Фрейд, изобрести религию и зарабатывать на этом деньги. Классические научно-фантастические идеи сейчас встроены в системы убеждений о неопознанных летающих объектах и древних астронавтах, хотя не могу не сказать, что Стэнли Вейнбауму (в «Долине желаний» – The Valley of Dreams)[105] удалось это лучше, чем Эриху фон Дэникену, к тому же раньше. Р. Де Витт Миллер в романе «Внутри пирамиды» (Within the Pyramid) предвосхищает и фон Дэникена, и Великовского и представляет более связную гипотезу о предполагаемом внеземном происхождении пирамид, чем любые труды по древним астронавтам и пирамидологии. В романе «Вино грез» (Wine of the Dreamers) Джона Макдональда (писатель-фантаст, который сейчас переквалифицировался в одного из самых интересных современных авторов детективов) мы находим предложение «и есть следы в мифологии Земли…повествующие о больших кораблях и колесницах, которые пересекали небо». Рассказ «Прощание с повелителем» (Farewell to the Master) Гарри Бейтса был экранизирован и получил название «День, когда земля остановилась» (The Day the Earth Stood Still) (в фильме отсутствует главный элемент сюжета, что инопланетным комическим кораблем управлял робот, а не человек). Некоторые рассудительные исследователи считают, что этот фильм, изображающий, как летающая тарелка летает над Вашингтоном, сыграл роль в «появлении» НЛО в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1952 г., которое последовало сразу же после выхода фильма. Многие популярные сегодня романы о шпионаже по примитивности характеров персонажей и закрученным сюжетам буквально неотличимы от низкопробной научной фантастики 1930-х и 1940-х гг.

Совмещение науки и научной фанатики иногда дает любопытные результаты. Не всегда ясно, жизнь имитирует искусство или наоборот. Например, Курт Воннегут-младший написал прекрасный гносеологический роман «Сирены Титана» (The Sirens of Titan), в котором постулируется, что на самом большом спутнике Сатурна не такая уж суровая окружающая среда. Когда в последние годы несколько ученых, изучающих планеты, и я среди них представили доказательства, что Титан имеет плотную атмосферу и, возможно, более высокую температуру, чем ожидалось, многие люди говорили мне о предвидении Курта Воннегута. Но Воннегут специализировался по физике в Корнельском университете и, естественно, знал о последних открытиях в астрономии. (Многие из лучших писателей-фантастов имеют научное или инженерное образование, например Пол Андерсон, Айзек Азимов, Артур Кларк, Хол Клемент и Роберт Хайнлайн.) В 1944 г. на Титане была обнаружена атмосфера из метана. Этот спутник стал первым в Солнечной системе, у которого была обнаружена атмосфера. В этом, как и во многих подобных случаях, искусство имитирует жизнь.

Проблема в том, что наши знания о других планетах меняются быстрее, чем отображение их в научной фантастике. Мягкая сумеречная зона на синхронно вращающемся Меркурии, болота и джунгли на Венере и испещренный каналами Марс – хотя всё это классические приемы научной фантастики, – все они основаны на ранних заблуждениях астрономов, изучающих планеты. Ошибочные идеи с точностью перешли в научно-фантастические истории, которые тогда читали многие молодые люди, ставшие потом следующим поколением астрономов, изучающих планеты, таким образом одновременно вызывая интерес молодежи и закрепляя заблуждение старших. Но, по мере того как мы начали больше узнавать о планетах, миры в соответствующих научно-фантастических историях также изменились. Сегодня довольно сложно найти научно-фантастический рассказ, в котором описаны фермы с водорослями на поверхности Венеры. (Кстати, мифы о контактах с НЛО меняются медленнее, и мы все еще можем найти рассказы о летающих тарелках с Венеры, населенной прекрасными людьми в длинных белых платьях, живущих в своего рода венерианском Эдемском саду. Вспомнив, что температура на Венере составляет 480 °С, проверить такие истории легко.) Аналогично идея о «проколе искривленного космического пространства» – это старое подспорье научной фантастики, но она появилась не в научной фантастике, а из общей теории относительности Эйнштейна.

Изображения Марса в научной фантастике так близки к действительным исследованиям Марса, что после миссии «Маринера-9» на Марс мы назвали несколько марсианских кратеров в честь покойных писателей-фантастов (см. главу 11). Так что на Марсе есть кратеры, названные в честь Герберта Уэллса, Эдгара Берроуза, Стэнли Вейнбаума и Джона Кэмпбелла-младшего. Эти названия были официально одобрены Международным астрономическим союзом. Несомненно, имена и других писателей-фантастов будут добавлены вскоре после их смерти.

Большой интерес молодежи к научной фантастике отражается в фильмах, телевизионных программах, комиксах и предложении ввести курс научной фантастики в средних школах и колледжах. По моему опыту, такие курсы могут принести пользу или оказаться бесполезными, в зависимости от того, как они преподаются. На курсах, на которых студенты сами выбирают, что читать, у них нет возможности прочесть что-то, что они не читали раньше. Курсы, которые не пытаются распространить соответствующие научные знания, на которых основаны сюжетные линии научно-фантастических произведений, упускают хорошую возможность для образовательной деятельности. Но должным образом спланированные курсы по научной фантастике, которые включают науку или политику, как мне кажется, ожидает в школьных программах долгая и плодотворная жизнь.

Самое большое значение научной фантастики для человечества, возможно, заключается в экспериментах будущего, исследованиях альтернативных судеб, попытках минимизировать стресс в будущем. В том числе поэтому научная фантастика привлекает молодых людей: именно они будут жить в будущем. Я твердо убежден, что ни одно общество на Земле сегодня не адаптировано для жизни на Земле через одну-две сотни лет (если мы будем достаточно мудры или удачливы, чтобы выжить так долго). Мы отчаянно нуждаемся в исследовании альтернативного будущего – и экспериментальном, и концептуальном. Романы и рассказы Эрика Рассела были как раз об этом. В них мы видели возможные альтернативные экономические системы или большую эффективность сплоченного пассивного сопротивления действующей власти. В современной научной фантастике можно также найти полезные предложения насчет того, как совершить революцию в компьютеризированном технологическом обществе, например в романе Хайнлайна «Луна – суровая хозяйка» (The Moon Is a Harsh Mistress)[106].

Такие идеи, когда о них узнаешь в молодости, могут оказать влияние на поведение взрослого человека. Многие ученые, увлеченные исследованием Солнечной системы (и я среди них), впервые заинтересовались этим направлением, читая научную фантастику. И не важно, что не вся научная фантастика была высшего качества. Десятилетние ребята не читают научную литературу.

Я не знаю, возможно ли путешествие в прошлое. Из-за причинно-следственной связи я в этом сильно сомневаюсь. Но есть ученые, которые работают над этим. Так называемые «замкнутые времениподобные кривые»[107] – линии в пространстве-времени, позволяющие неограниченные путешествия во времени, – фигурируют в некоторых решениях общих релятивистских уравнений поля. Недавно вывели, возможно, ошибочно, что замкнутые временные линии появляются рядом с большим, быстро вращающимся цилиндром. Интересно, насколько научная фантастика повлияла на работу ученых-релятивистов над такими проблемами? Таким же образом описание в научной фантастике обществ с альтернативными культурными особенностями может сыграть важную роль в осуществлении фундаментальных социальных изменений.

За всю историю мира не было такого времени, когда бы происходило столько значительных изменений. Приспособление к изменениям, вдумчивый поиск альтернативного будущего – вот способы выживания цивилизации и, возможно, человеческого вида. Наше поколение – первое, которое выросло на идеях научной фантастики. Я знаю многих молодых людей, которые будут, конечно, заинтригованы, но не удивятся, если мы получим сообщение от внеземных цивилизаций. Они уже приспособлены к такому будущему. Я думаю, не будет преувеличением сказать, что, если мы выживем, научная фантастика сделает судьбоносный вклад в продолжение и эволюцию нашей цивилизации.

Представьте, что Землю изучает какой-то очень внимательный и терпеливый внеземной наблюдатель: 4,6 млрд лет назад планета завершает конденсацию из межзвездного газа и пыли, падают последние планетезимали[108], которые образуют на Земле огромные ударные кратеры; планета нагревается изнутри благодаря гравитационной потенциальной энергии аккреции[109] и радиоактивному распаду, при этом жидкое железное ядро отделяется от мантии, состоящей из силикатных пород, и коры; насыщенные водородом газы и конденсированная вода выходят из внутренних слоев планеты на поверхность; довольно однообразные космические органические вещества складываются в сложные молекулы, которые образуют чрезвычайно простые самовоспроизводящиеся молекулярные системы – первые земные организмы; межпланетные обломки падают уже не так часто, а водные потоки, горообразование и другие геологические процессы сглаживают шрамы, появившиеся при формировании Земли; устанавливается мощный механизм внутрипланетной конвекции, который поднимает мантийное вещество вверх ко дну океанов и отводит вниз на границах континентов; столкновения движущихся плит образуют большие складчатые горные цепи и общие очертания суши и океана, покрытые льдами и тропические территории беспрестанно меняются. Тем временем естественный отбор выбирает из широкого ряда альтернатив те самовоспроизводящиеся молекулярные системы, которые лучше всего подходят к изменяющейся окружающей среде; в результате эволюции появляются растения, которые начинают использовать видимый свет для разделения воды на водород и кислород, и водород улетучивается в космос, изменяя химический состав атмосферы от восстановительного к окислительному; наконец появляются организмы довольно сложные и разумные.

Но в течение всех 4,6 млрд лет наш гипотетический наблюдатель поражается изоляции Земли. Она получает солнечный свет и космические лучи – и то и другое важно для биологических объектов – и время от времени сталкивается с межпланетными обломками. Но все эти миллиарды лет ничто не покидает планету. И затем планета внезапно начинает рассеивать крохотные семена по внутренней Солнечной системе, сначала на орбиту вокруг Земли, затем на пустынный и безжизненный естественный спутник планеты, Луну. Шесть капсул – маленькие, но больше остальных – садятся на Луну, и из каждой спускаются два крошечных двуногих существа, быстро исследуют окружающую местность и затем спешат обратно на Землю, лишь обмакнув на мгновение палец в космический океан. Одиннадцать маленьких зондов входят в атмосферу Венеры, обжигающую адскую бездну, и шесть из них держатся на поверхности несколько десятков минут, прежде чем сгореть. Восемь космических аппаратов летят к Марсу. Три успешно обращаются вокруг планеты годами, другой летит мимо Венеры к Меркурию по траектории, явно выбранной намеренно, чтобы много раз пройти мимо самой близкой к Солнцу планеты. Еще четыре успешно пересекают астероидный пояс, пролетают рядом с Юпитером и затем отбрасываются гравитацией самой большой планеты в межзвездный космос. Ясно, что на планете Земля в последнее время происходит что-то интересное.

Если 4,6 млрд лет истории Земли ужать в один год, то этот всплеск космических исследований занял бы последнюю десятую долю секунды, а фундаментальные изменения мировоззрения и знаний, позволивших осуществить это примечательное преобразование, заняли бы только последние несколько секунд. XVII столетие увидело первое широкое применение простых линз и зеркал для астрономических целей. Посмотрев в первый астрономический телескоп, Галилей с удивлением и восторгом увидел Венеру в форме полумесяца и горы и кратеры Луны. Иоганн Кеплер думал, что кратеры – это сооружения разумных существ, населяющих тот мир. Но в XVII столетии голландский физик Христиан Гюйгенс выразил несогласие. Он предположил, что усилия, затраченные на сооружение лунных кратеров, были бы неразумно велики, и также считал, что может дать альтернативное объяснение этим круглым впадинам.

Гюйгенс служит примером ученого, который одновременно использовал передовые технологии, обладал экспериментальными навыками и рациональным, реалистичным и скептическим умом и был открыт новым идеям. Он был первым, кто предположил, что мы смотрим на атмосферу и облака на Венере, первым, кто понял кое-что об истинной природе колец Сатурна (которые казались Галилею двумя «ушами», окружающими планету), первым, кто изобразил распознаваемую область на марсианской поверхности (Большой Сирт[110]), и вторым, после Роберта Гука[111], который нарисовал Большое красное пятно на Юпитере. Эти последние два наблюдения все еще имеют значение для науки, потому что они подтверждались по меньшей мере три столетия подряд. Гюйгенс, конечно, не был абсолютно современным астрономом. Он не мог полностью избежать убеждений своего времени. Например, он представил любопытный аргумент, из которого мы можем вывести наличие конопли на Юпитере: Галилей установил, что у Юпитера четыре спутника. Гюйгенс задал вопрос, который вряд ли бы задал современный планетолог: почему у Юпитера четыре спутника? Ответ на этот вопрос, как он считал, можно получить, спросив то же самое о единственном спутнике Земли, Луне, чья функция кроме слабого света ночью и приливов заключается в обеспечении навигационной помощи морякам. Если у Юпитера четыре спутника, на этой планете должно быть много моряков. Но моряки подразумевают наличие лодок, лодки – наличие парусов, паруса – наличие канатов, и, я предполагаю, канаты – наличие конопли. Интересно, сколько наших современных высоко оцененных научных аргументов покажутся столь же сомнительными через три столетия.

Полезный показатель наших знаний о планете – это количество битов информации, необходимых, чтобы охарактеризовать наше представление о ее поверхности. Мы можем представить ее как количество черных и белых точек на газетной факсимильной копии, которая, если ее держать на расстоянии вытянутой руки, суммировала бы всю существующую информацию. В дни Гюйгенса на наши знания о поверхности Марса хватило бы около десяти битов информации, полученной урывками через телескоп. К тому времени, когда Марс близко подошел к Земле в 1877 г., это число увеличилось, вероятно, до нескольких тысяч, если исключить большое количество ошибочных сведений: например, рисунки «каналов», которые, как мы теперь знаем, абсолютно иллюзорные. С дальнейшими визуальными наблюдениями и развитием наземной астрономической фотографии количество информации росло медленно, пока не произошел резкий рост кривой с наступлением эры исследований планеты с помощью космических аппаратов.

Двадцать фотографий, полученных «Маринером-4» при облете планеты в 1965 г., составили 5 млн битов информации, что, в общем, сравнимо со всеми предыдущими фотографическими сведениями о планете. Но эти фотографии покрывают лишь крошечную часть планеты. Двойная миссия «Маринер-6» и «Маринер-7» в 1969 г. увеличила это число в 100 раз, а орбитальный зонд «Маринер-9» в 1971 и 1972 гг. увеличил его еще в 100 раз. Фотографические результаты, полученные «Маринером-9» с Марса, приблизительно в 10 000 раз больше суммы предыдущих фотографических знаний о Марсе, полученных за всю историю человечества. Аналогичное продвижение по сравнению с лучшими, полученными до этого наземными данными произошло, когда «Маринер-9» провел исследования с помощью инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии.

С увеличением количества информации стремительно улучшается и ее качество. До «Маринера-4» самый малый объект, который можно было обнаружить на поверхности Марса, имел несколько сотен километров в диаметре. После «Маринера-9» несколько процентов поверхности планеты было сфотографировано с эффективным разрешением 100 м, что в 1000 раз лучше разрешения последних десяти лет и в 10 000 раз лучше разрешения времен Гюйгенса. У «Викинга» разрешение было еще лучше. Только благодаря ему мы сегодня знаем об огромных вулканах, полярных шапках, извилистых руслах с притоками, больших рифтовых долинах, полях дюн, пылевых полосах на склонах кратеров и многих других объектах марсианского ландшафта, информативных и загадочных.

Чтобы исследовать неизведанную планету, необходимы и должное разрешение, и область покрытия. Например, даже с превосходным разрешением по неудачному совпадению космические аппараты «Маринер-4», «Маринер-6» и «Маринер-7» наблюдали старую, испещренную кратерами и относительно неинтересную часть Марса и не добыли сведений о молодой и геологически активной трети планеты, обнаруженной «Маринером-9».

Жизнь на Земле совершенно не распознается на орбитальных фотографиях, и только при разрешении 100 м становится различима геометрическая форма городских поселений и сельскохозяйственных угодий нашей технологической цивилизации. Если бы на Марсе существовала цивилизация сравнимого масштаба и уровня развития, ее нельзя было бы увидеть на фотографиях до миссий «Маринера-9» и «Викинга». Нет причин надеяться на обнаружение таких цивилизаций на ближайших планетах, но это сравнение показывает, что мы только начинаем в полной мере познавать соседние миры.

Безусловно, нас ожидают удивительные открытия, когда и разрешение, и область покрытия при фотографировании станут еще лучше, а спектроскопия и другие методы исследования также будут значительно усовершенствованы.

Самая большая профессиональная организация планетологов в мире – это Отдел планетных наук Американского астрономического общества. Рвение ученых этой развивающейся области наук заметно на собраниях общества. На ежегодном собрании 1975 г., например, было объявлено об обнаружении водяного пара в атмосфере Юпитера, этана на Сатурне, предположительно, углеводородов на астероиде Веста, атмосферного давления, близкого к земному, на спутнике Сатурна Титане, всплесков радиоизлучения декаметрового диапазона на Сатурне, а также об обнаружении спутника Юпитера Ганимеда с помощью радиолокатора, определении спектра радиоизлучения спутника Юпитера Каллисто, не говоря уже об ошеломляющих видах Меркурия и Юпитера (и их магнитосфер), полученных в ходе экспериментов на «Маринере-10» и «Пионере-11». И на последующих собраниях были представлены не менее значимые достижения.

За всей суматохой и волнением недавних открытий пока не сформировался общий взгляд на происхождение и эволюцию планет, но эта тема сейчас изобилует провокационными намеками и проницательными догадками. Становится ясно, что изучение любой планеты обогащает наши знания об остальных, и, если мы хотим в полной мере понять, как функционирует Земля, мы должны иметь представление и о других планетах. Например, сейчас модно одно предположение, которое я впервые высказал в 1960 г., что высокие температуры на поверхности Венеры обусловлены быстро нарастающим парниковым эффектом, при котором вода и углекислый газ в атмосфере планеты препятствуют тепловому инфракрасному излучению с поверхности в космос; температура поверхности поэтому поднимается, чтобы достичь равновесия между видимым солнечным светом, поступающим на поверхность, и инфракрасным излучением, исходящим от нее; повышенная температура поверхности вызывает повышенное давление паров парниковых газов, углекислого газа и воды и так далее, пока весь углекислый газ и водяной пар не перейдут в газообразную фазу, что приводит к высокому атмосферному давлению и высокой температуре поверхности планеты.

Итак, причина, по которой у Венеры есть такая атмосфера, а у Земли нет, заключается в относительно малом поступлении солнечного света. Если бы Солнце светило ярче или поверхность Земли и облаков была темнее, стала бы Земля похожа на классическое представление об Аде? Венера может служить предупреждением нашей технической цивилизации, которая способна значительно изменить окружающую среду Земли.

Несмотря на ожидания почти всех планетологов, Марс оказался покрыт тысячами извилистых каналов, вероятно, возникших несколько миллиардов лет назад. Образованные проточной водой или жидким СО₂, такие каналы, вероятно, не могли появиться при нынешних атмосферных условиях; для этого требуется гораздо более высокое давление и, вероятно, более высокие полярные температуры. Таким образом, каналы – так же как полярные шапки на Марсе – могут служить свидетельством по крайней мере одной, а, возможно, и многих предыдущих эпох гораздо более благоприятных условий, подразумевая значительные климатические изменения на протяжении истории планеты. Мы не знаем, обусловлены ли такие изменения внутренними или внешними причинами. Если внутренними, интересно будет посмотреть, не возникнут ли на Земле из-за деятельности человека столь же резкие климатические изменения, как на Марсе, – гораздо более значительные, чем Земля испытывала, по крайней мере в последнее время. Если марсианские климатические изменения вызваны внешними факторами – например, изменением яркости Солнца, – тогда сопоставление марсианского и земного палеоклимата окажется чрезвычайно важным.

«Маринер-9» прибыл на Марс в разгар глобальной пылевой бури, и полученные им данные позволяют проследить, нагревают или остужают поверхность планеты такие бури. Было бы лучше, если бы теории, претендующие на прогнозирование климатических последствий увеличения концентрации аэрозолей в атмосфере Земли, давали правильный ответ, объясняющий планетную пылевую бурю, которую наблюдал «Маринер-9». Основываясь на нашем опыте с «Маринером-9», мы с Джеймсом Поллаком из Исследовательского центра Эймса НАСА и Брайаном Туном из Корнеля вычислили воздействие одиночного и многократных извержений вулканов на климат Земли и смогли воспроизвести, с погрешностью эксперимента, наблюдаемые климатические последствия больших извержений на нашей планете. Взгляд с точки зрения планетной астрономии, которая позволяет нам видеть планету в целом, полезен для исследования Земли. В качестве другого примера влияния исследований планет на земные наблюдения могу привести работы одной из основных групп, изучающих воздействие использования сжатого фреона в аэрозольных баллончиках на озоносферу емли, – это группа под руководством М. Макэлроя в Гарвардском университете, которая приступила к разработке данной проблемы при исследовании аэрономии[112] атмосферы Венеры.

Теперь благодаря наблюдениям с помощью космических аппаратов мы кое-что знаем о плотности распределения по поверхности Меркурия, Луны, Марса и его спутников ударных кратеров разных размеров; с помощью радиолокационных методов исследования мы начинаем получать такую информацию для Венеры, а также мы обладаем некоторой информацией о кратерах на поверхности Земли, хотя они сильно разрушены текущей водой и тектонической активностью. Если бы популяция объектов, столкновения с которыми приводят к таким последствиям, была одинакова для всех этих планет, тогда можно было бы восстановить и абсолютную, и относительную хронологию образования кратеров. Но мы пока не знаем, являются ли популяции объектов столкновений общими (например, все происходят из пояса астероидов) или локальными (например, выметенные обломки из колец на последних стадиях аккреции планет).

Лунные возвышенности, сильно испещренные кратерами, рассказывают нам о ранних этапах истории Солнечной системы, когда кратерообразование было гораздо более распространено, чем сегодня; количество межпланетных обломков в настоящее время слишком мало, чтобы объяснить изобилие кратеров на возвышенностях. С другой стороны, в лунных морях гораздо меньше кратеров, возникновение которых можно объяснить существующей в настоящее время популяцией межпланетных обломков, в основном астероидами и, возможно, мертвыми кометами. Можно сказать кое-что об абсолютном возрасте поверхностей планет, которые не так сильно испещрены кратерами, многое об их относительном возрасте и в некоторых случаях даже что-то о распределении размеров объектов, которые оставили кратеры после падения. На Марсе, например, мы находим склоны больших вулканических гор, почти лишенные ударных кратеров, что говорит об их сравнительной молодости; они еще не успели накопить шрамы от столкновений. Это служит обоснованием утверждения, что вулканы на Марсе – явление сравнительно недавнее.

Конечная цель сравнительной планетологии, я предполагаю, заключается в своего рода огромной компьютерной программе, в которую мы вводим несколько исходных параметров – возможно, изначальную массу, состав, момент импульса и количество соседних объектов столкновения – и получаем время эволюции планеты. Мы очень далеки от такого глубокого понимания эволюции планет в настоящее время, но гораздо ближе, чем мы думали всего несколько десятилетий назад.

Каждый новый ряд открытий поднимает множество вопросов, которые мы никогда даже не додумывались задать. Я упомяну только некоторые из них. Сейчас становится возможным сравнивать состав астероидов с составом метеоритов на Земле (см. главу 15). Астероиды четко делятся на силикатные и богатые органическими веществами. Сразу же можно сделать вывод, что астероид Церера явно имеет однородную структуру[113], а менее массивный астероид Веста – дифференцированную под действием гравитации. Но сейчас мы знаем, что дифференциация планеты происходит при массе выше определенной критической. Может ли Веста быть остатком гораздо большего родительского объекта, ныне ушедшего из Солнечной системы? Первоначальное исследование кратеров Венеры с помощью радиолокаторов показывает, что они крайне неглубокие. Но там нет воды, чтобы размыть поверхность Венеры, и нижние слои атмосферы Венеры перемещаются настолько медленно, что пыль не может заполнить кратеры. Может ли источником наполнения кратеров Венеры быть очень медленное проседание немного расплавленной поверхности?

Самая популярная теория происхождения магнитных полей планет ссылается на искривленные вращением конвективные потоки в электропроводящем ядре планеты. Поскольку период вращения Меркурия вокруг оси равен пятидесяти девяти дням, по этой схеме ожидалось, что у него будет отсутствовать магнитное поле. Но такое поле явно там присутствует, и на очереди серьезная переоценка теорий магнетизма планет. Только у Сатурна и Урана есть кольца[114]. Почему? На Марсе есть изумительные гряды продольных песчаных дюн, расположенных у внутренних валов большого разрушенного кратера. В национальном парке «Великие песчаные дюны» рядом с Аламозой, штат Колорадо, есть очень похожие ряды песчаных дюн под склонами гор Сангре-де-Кристо. У марсианских и земных песчаных дюн одинаковая общая протяженность, одинаковое расположение и одинаковая высота дюн. Но атмосферное давление на Марсе в 200 раз меньше давления на Земле, ветры, необходимые для сальтации песчинок[115], в десять раз слабее, чем на Земле, и распределение частиц по размерам может различаться на двух планетах. Как тогда поля дюн, нанесенных ветром, могут быть так похожи? Каковы зафиксированные на поверхности Юпитера источники декаметровых радиоволн, периодически излучающие в космос – каждый меньше 100 км в диаметре?

Наблюдения «Маринера-9» указывают на то, что скорость ветра на Марсе, по крайней мере временами, превышает половину местной скорости звука. Бывают ли когда-нибудь ветры гораздо сильнее? Каковы свойства метеорологических явлений при околозвуковой скорости? На Марсе есть пирамиды около 3 км в ширину у основания и 1 км в высоту. Вряд ли их построили марсианские фараоны. Интенсивность пескоструйной обработки, вызванной ветром, на Марсе по крайней мере в 10 000 раз больше, чем на Земле, потому что для того, чтобы сдвинуть песчинки в более разреженной марсианской атмосфере, необходимы бо́льшие скорости. Могли ли грани марсианских пирамид разрушиться за миллионы лет обдувки песком ветром с преобладанием более чем одного направления?

Спутники во внешней Солнечной системе уж точно не копии нашего, довольно унылого спутника. Многие из них имеют такую низкую плотность, что должны состоять в основном из метанового, аммиачного или водяного льдов. Как их поверхности будут выглядеть вблизи? Как будут разрушаться ударные кратеры на ледяной поверхности? Могут ли там быть вулканы из твердого аммиака с лавой из жидкого NH3, стекающей по их склонам? Почему Ио, самый близкий к планете большой спутник Юпитера, заключен в облако из газообразного натрия? Как Ио помогает регулировать синхротронное излучение[116] из радиационного пояса Юпитера, где проходит его орбита? Почему одна сторона Япета, спутника Сатурна, в шесть раз ярче другой? Из-за разницы размера частиц? Химического различия? Как возникли такие различия? Почему на Япете и нигде больше в Солнечной системе не наблюдается подобная асимметрия?

Гравитация самого большого спутника в Солнечной системе, Титана, настолько низкая, а температура верхних слоев атмосферы достаточно высокая, чтобы водород довольно быстро улетучивался в космос в процессе, известном как истечение газа. Но результаты спектроскопии показывают, что на Титане достаточное количество водорода. Атмосфера Титана – загадка. И если мы выйдем за систему Сатурна, то окажемся в области Солнечной системы, о которой мы почти ничего не знаем. Наши слабые телескопы даже не определили точно периоды вращения Урана, Нептуна и Плутона, тем более характер их облаков и атмосферы и природу систем их спутников. Поэтесса Диана Аккерман из Корнельского университета пишет: «Нептун непостижим, как серая кобыла в яблоках в тумане. Тестообразный? Подпоясанный кольцом? Газообразный? Ледяной? Мы знаем меньше кулачка лемура».

Один из самых интригующих вопросов, к которому мы только начинаем подходить серьезно, – это вопрос органических веществ и живой материи по всей Солнечной системе. Окружающая среда на Марсе никоим образом не так враждебна, чтобы исключить жизнь, но мы недостаточно знаем о происхождении и эволюции жизни, чтобы гарантировать ее присутствие там или где-то еще. Вопрос о присутствии живых организмов, и больших, и малых, на Марсе полностью открыт даже после миссий «Викингов».

Насыщенные водородом атмосферы планет, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Титан, в значительной степени похожи на атмосферу ранней Земли во времена возникновения жизни. По результатам лабораторных моделирующих экспериментов мы знаем, что при таких условиях в больших количествах образуются органические молекулы. В атмосфере Юпитера и Сатурна конвекция будет переносить молекулы в области, где идет процесс пиролиза. Но даже там равновесная концентрация[117] органических молекул может быть значительной. Во всех моделирующих экспериментах при приложении энергии к таким атмосферам образуется коричневатое полимерное вещество, которое во многом напоминает коричневатое вещество, окрашивающее их облака. Титан может быть полностью покрыт таким органическим веществом. Возможно, что в следующие несколько лет мы станем свидетелями важных и неожиданных открытий в зарождающейся науке экзобиологии.

Главным средством дальнейших исследований Солнечной системы в ближайшие два десятилетия будут, безусловно, автоматические миссии к планетам. Научные космические аппараты сейчас успешно запущены ко всем планетам, известным древним народам. В какой-то степени был изучен ряд предложенных миссий, которые пока не одобрены (см. главу 16). Если большинство этих миссий действительно осуществится, ясно, что нынешний век планетных исследований будет иметь блистательное продолжение. Но совершенно неясно, будут ли продолжаться эти прекрасные путешествия в поисках открытий, по крайней мере Соединенными Штатами. За последние семь лет была одобрена только одна важная планетная миссия – проект «Галилео» к Юпитеру[118], – и даже она под угрозой срыва.

Даже предварительное исследование всей Солнечной системы до Плутона и более детальное изучение нескольких планет, например с помощью марсоходов и спускаемых аппаратов на Юпитере, не решит фундаментальной проблемы происхождения Солнечной системы; что нам нужно – это открытие других солнечных систем. Достижения наземных и космических технологий в следующие два десятилетия могут позволить нам обнаружить дюжины планетных систем, обращающихся вокруг одиночных звезд. Последние наблюдения многозвездных систем, проведенные Хелмутом Абтом и Солом Леви из Национальной обсерватории Китт-Пик, указывают на то, что по крайней мере треть звезд на небе может иметь обращающиеся вокруг них планеты. Мы не знаем, похожи ли другие планетные системы на наши или построены по совершенно иному принципу.

Мы вошли, почти не заметив этого, в эпоху беспрецедентных исследований и открытий со времен Ренессанса. Мне кажется, что практическая польза сравнительной планетологии для наук, изучающих Землю, ощущение приключения, которое вызывает исследование других миров у общества, почти лишенного возможности приключений, философский смысл поиска космической перспективы – вот чем запомнится наше время в конечном итоге. Спустя столетия, когда наши насущные политические и социальные проблемы будут казаться такими же далекими, какими кажутся нам сейчас проблемы войны за австрийское наследство, наше время, возможно, будут вспоминать главным образом за один факт: это была эпоха, когда население Земли впервые вступило в контакт с окружающим космосом.

На Луне есть небольшой ударный кратер под названием «Галилей». Он около 16 км в диаметре, размером примерно с большой город с пригородами, такой как Элизабет, штат Нью-Джерси, и настолько мал, что для того, чтобы вообще увидеть его, нужен большой телескоп. Рядом с центром этой стороны Луны, которая всегда повернута к Земле, находится прекрасный древний разрушенный кратер, 185 км в диаметре, названный «Птолемей»; его легко можно увидеть в недорогой полевой бинокль и можно даже различить невооруженным глазом, если у вас острое зрение.

Птолемей (II в. н. э.) был главным сторонником точки зрения, что наша планета неподвижна и находится в центре Вселенной; он представлял, что Солнце и планеты обращаются вокруг Земли ежедневно, заключенные в быстродвижущиеся кристаллические сферы. Галилей (1564–1642), с другой стороны, был главным сторонником теории Коперника, что как раз Солнце находится в центре Солнечной системы, а Земля – одна из многих планет, обращающихся вокруг него. Более того, именно Галилей, наблюдая фазу Венеры в виде серпа, представил первые убедительные доказательства, подтверждающие точку зрения Коперника. Именно Галилей первым обратил внимание на существование кратеров на нашем естественном спутнике. Почему тогда кратер Птолемей на Луне гораздо сильнее бросается в глаза, чем кратер Галилей?

Традицию давать имена лунным кратерам установил Ян Гевелке, известный под своим латинским именем Гевелий. Пивовар и городской чиновник в Данциге (Гданьске), Гевелий много времени посвящал лунной картографии, опубликовав известную книгу «Селенография» в 1647 г. Вручную вытравив на медных гравировальных досках, которые он использовал для печати своих карт, изображение Луны, как он ее видел в телескоп, Гевелий столкнулся с проблемой, как назвать изображенные объекты. Некоторые предлагали назвать их в честь библейских персонажей, другие предлагали имена философов и ученых. Гевелий чувствовал, что между объектами на Луне и мудрецами и пророками, жившими тысячи лет назад, нет никакой логической связи, и его также беспокоило то, что могут возникнуть серьезные разногласия по поводу того, каких философов и ученых – особенно если они были еще живы – почтить. Решив поступить осторожно, он назвал выдающиеся лунные горы и долины как похожие земные объекты: в результате у нас есть лунные Апеннины, Пиренеи, Кавказ, Юра и Атласские горы и даже Альпийская долина. Эти названия все еще используются.

Галилей считал, что темные ровные области на луне – это моря, настоящие океаны, заполненные водой, и что яркие и неровные области, плотно усеянные кратерами, – это континенты. Названия этих лунных морей поначалу отображали состояние души или природные условия: Mare Frigoris (Море Холода), Lacus Somniorum (Озеро Сновидений), Mare Crisium (Море Кризисов), Sinus Iridum (Залив Радуги), Mare Serenitatis (Море Ясности), Oceanus Procellarum (Океан Бурь), Mare Nubium (Море Облаков), Mare Fecunditatis (Море Изобилия), Sinus Aestuum (Залив Зноя), Mare Imbrium (Море Дождей) и Mare Tranquillitatis (Море Спокойствия) – поэтичная и образная коллекция названий мест, особенно для такой суровой и унылой окружающей среды, как на Луне. К сожалению, лунные моря абсолютно сухие, и по образцам, взятым из них во время миссий американских «Аполлонов» и советских «Лун», можно судить, что в прошлом они никогда не были наполнены водой. На Луне никогда не было морей, заливов, озер или радуги. Эти названия дожили до наших дней. Первый космический зонд, передавший данные о поверхности Луны, «Луна-2», попал в Море Дождей, а первую высадку на нашем естественном спутнике совершили десять лет спустя астронавты «Аполлона-11» в Море Спокойствия. Я считаю, что Галилей был бы удивлен и обрадован.

Несмотря на опасения Гевелия, лунные кратеры были названы в честь ученых и философов, и сделал это Джованни Риччоли в публикации 1651 г. Almagestum Novum. Название книги означает «Новый Альмагест»; старый Альмагест был трудом всей жизни Птолемея. («Альмагест» – скромное название – в переводе с арабского означает «Величайший».) Риччоли просто опубликовал карту, на которой расположил названия кратеров по своему вкусу, и эти, и многие другие его названия были приняты впоследствии без вопросов. Книга Риччоли вышла через девять лет после смерти Галилея, и позже, безусловно, были подходящие возможности, чтобы переименовать кратеры. Тем не менее астрономы сохранили эту очень скромную дань памяти Галилея. Кратер, вдвое большего размера, чем кратер Галилея, назвали Хелль в честь иезуита отца Максимилиана Хелля.

Один из самых поразительных лунных кратеров – Клавий, 230 км в диаметре, место вымышленной лунной базы в фильме «2001 год: Космическая одиссея» (2001: A Space Odyssey). Клавий – латинское имя Кристоффеля Шлюсселя (Schlüssel по-немецки означает «ключ», то же самое, что на латинском Clavius), еще одного члена ордена иезуитов и сторонника Птолемея. Галилей был вовлечен в затянувшийся спор о первенстве открытия и природе пятен на Солнце с еще одним иезуитским священником Кристофом Шейнером. Этот спор перерос в резкий личный антагонизм и, как считают многие историки науки, привел к домашнему аресту Галилея, запрету его книг и его признанию, сделанному под угрозой пыток инквизиции, что его предыдущие труды, поддерживающие теорию Коперника, были еретическими и что Земля не вращается. Имя Шейнера увековечено в лунном кратере диаметром 110 км. А в честь Гевелия, который вообще возражал против того, чтобы называть лунные объекты именами людей, назван красивый кратер.

Риччоли дал названия Тихо, Кеплер и, самое интересное, Коперник – трем самым заметным кратерам на Луне. Имена в честь самого Риччоли и его студента Гримальди получили большие кратеры на лимбе, или видимом крае Луны; кратер Риччоли 156 км в диаметре. Еще один заметный кратер называется Альфонс в честь Альфонсо Х из Кастильи, испанского монарха XIII в., который, ознакомившись со сложной системой Птолемея, сказал, что, если бы присутствовал при Творении, он мог бы дать Богу несколько полезных советов по устройству Вселенной. (Забавно представить реакцию Альфонсо Х, если бы он узнал, что через семьсот лет нация, живущая через океан к западу, пошлет на Луну автоматическую межпланетную станцию «Рейнджер-9», которая во время спуска будет автоматически передавать изображение лунной поверхности, прежде чем разбиться о ранее существовавшую впадину, названную в честь Его Кастильского Величества Альфонсом.) Один менее заметный кратер назван в честь Фабриция – латинское имя Давида Гольдшмидта, – который в 1596 г. обнаружил, что звезда Мира периодически меняет яркость, чем нанес еще один удар по системе, которую отстаивал Аристотель и поддерживала церковь и согласно которой небеса неизменны.

Таким образом, предубеждение против Галилея в Италии XVII столетия не перенеслось на названия лунных объектов, и их не стали называть в честь отцов церкви и церковных доктрин по астрономическим вопросам. Лунных образований, которым присвоено имя, приблизительно 7000, и трудно выделить какой-то один принцип их наименования. Есть кратеры, названные в честь политиков, которые не имели прямого или явного отношения к астрономии, например Юлий Цезарь и кайзер Вильгельм I, и совершенно неизвестных людей: например, кратер Вурцельбаур (80 км в диаметре) и кратер Билли (50 км в диаметре). Большинство названий малых лунных кратеров – это производные от названий больших близлежащих кратеров, как, например, рядом с кратером Мёстинг есть кратеры поменьше Мёстинг A, Мёстинг B, Мёстинг C и так далее. Мудрый запрет называть кратеры в честь еще живущих нарушался только по особому случаю: например, когда несколько довольно небольших кратеров посвятили американским астронавтам лунных миссий «Аполлон» и, по любопытной симметрии, в эпоху разрядки – советским космонавтам, которые остались позади, на орбите у Земли.

В этом столетии была сделана попытка называть объекты на поверхности Луны и другие небесные объекты последовательно и согласованно, для чего в Международном астрономическом союзе (МАС, IAU), организации всех профессиональных астрономов на планете Земля, были созданы специальные комиссии. Ранее безымянный залив одного из лунных «морей», подробно изученный американским космическим аппаратом «Рейнджер», был официально назван Mare Cognitum (Море Познанное). Это название отражает не столько спокойное удовлетворение, сколько ликование. Решения МАС не всегда были легкими. Например, когда исторически важная миссия «Луна-3» вернулась с первыми – нечеткими – фотографиями обратной стороны Луны, советские ученые хотели назвать длинное яркое пятно на этих фотографиях Хребтом Советским. Поскольку на Земле нет горной гряды с таким названием, предложение противоречило традиции, заложенной Гевелием. Тем не менее оно было принято как дань уважения выдающемуся подвигу «Луны-3». К сожалению, последующие данные указывают на то, что Хребет Советский совсем не хребет.

В подобном же случае советские делегаты предложили назвать одно из двух морей на дальней стороне Луны (оба очень маленькие по сравнению с теми, что находятся на ближней стороне) Mare Moscoviense (Море Москвы). Но западные астрономы возразили, что это снова идет вразрез с традицией, потому что Москва не является ни природным явлением, ни состоянием души. В ответ было указано на то, что самые последние названия лунных морей – на лимбах, которые трудно увидеть в наземные телескопы – тоже не совсем следуют этой традиции: как Mare Marginis (Море Краевое), Mare Orientale (Море Восточное) и Mare Smythii (Море Смита). Поскольку полное соответствие уже было нарушено, вопрос был решен в пользу советского предложения. На собрании МАС в Беркли, Калифорния, в 1961 г. Одуэн Дольфюс из Франции официально постановил, что Москва является состоянием души.

Космические исследования сейчас во многом усложнили номенклатуру Солнечной системы. Интересный пример появления новой тенденции в наименованиях представляют собой названия объектов на Марсе. Яркие и темные пятна на поверхности Красной планеты рассматривались, записывались и зарисовывались с Земли в течение нескольких столетий. Хотя природа этих пятен была неизвестна, тем не менее существовало непреодолимое искушение их назвать. После несколько безуспешных попыток назвать их в честь астрономов, которые изучали Марс, Дж. Скиапарелли в Италии и Э. Антониади, греческий астроном, который работал во Франции, на пороге XX в. установили традицию называть марсианские объекты в честь классических мифологических персонажей и мест. Таким образом, у нас есть Тот-Непентес, Мемнония, Гесперия, Mare Boreum (Северное Море) и Mare Acidalium (Кислое Море), а также Утопия, Элизиум, Атлантида, Лемурия, Эос (Рассвет) и Uchronia (что, я думаю, можно перевести как Хорошие Времена). В 1890 г. ученые намного благосклоннее относились к классическим мифам, чем теперь.

Пеструю поверхность Марса впервые изучили американские зонды серии «Маринер», но главным образом «Маринер-9», который летал вокруг Марса целый год, начиная с ноября 1971 г., и передал на Землю по радиосвязи более 7200 фотографий его поверхности крупным планом. Было обнаружено множество неожиданных и экзотических деталей, включая возвышающиеся вулканические горы, кратеры лунного типа, но гораздо более разрушенные, извилистые долины, которые, вероятно, возникли под действием проточных вод в предыдущие эпохи в истории планеты. Эти новые объекты требовали названий, и МАС тут же поручил комитету под руководством Жерара де Вокулёра из Техасского университета предложить новую марсианскую номенклатуру. Несколько ученых, входящих в состав комитета по марсианской номенклатуре, предприняли серьезные усилия, чтобы расширить географию новых названий. Было невозможно воспрепятствовать тому, чтобы главные кратеры были названы в честь астрономов, которые изучали Марс, но список профессий и национальностей можно было значительно расширить. Таким образом кратеры на Марсе диаметром более 96 км были названы в честь китайских астрономов Ли Фана и Лю Синя, биологов Альфреда Уоллеса, Вольфа Вишняка, С. Н. Виноградского, Л. Спалланцани, Ф. Реди, Луи Пастера, Г. Мюллера, Т. Хаксли, Дж. Холдейна и Чарльза Дарвина, геологов Луи Агассиза, Альфреда Вегенера, Чарльза Лайеля, Джеймса Хаттона и Э. Зюсса и даже в честь писателей-фантастов, таких как Эдгар Берроуз, Г. Уэллс, Стэнли Вайнбаум и Джон Кэмпбелл-младший. Также два больших кратера на Марсе были названы Скиапарелли и Антониади.

Но на планете Земля намного больше культур – даже с идентифицируемыми астрономическими традициями, – чем представлено в любом таком списке личных имен. Стремясь компенсировать хотя бы отчасти эту скрытую культурную предвзятость, я предложил назвать извилистые долины на других, в основном неевропейских языках. Ниже дана таблица с самыми заметными (табл. 1). По любопытному совпадению, Ma’adim (еврейский) и Al Qahira (в переводе с арабского – бог войны, в честь которого назван Каир) находятся рядом. Место приземления первого космического зонда «Викинг» расположено в Chryse, рядом с долинами Ares, Tiu, Simud и Shalbatana.

Что касается массивных марсианских вулканов, было выдвинуто предложение назвать их в честь главных земных вулканов, таких как Нгоронгоро или Кракатау, таким образом на Марсе отметились бы культуры без письменной астрономической традиции. Но это предложение было отклонено на том основании, что возникла бы путаница при сравнении земных и марсианских вулканов: о каком Нгоронгоро мы говорим? Такая же потенциальная проблема существует и для земных городов, но вроде мы можем сравнивать Портланд, штат Орегон, с Портландом, штат Мэн, без путаницы. Другое предложение, выдвинутое европейским ученым, заключалось в том, чтобы назвать каждый вулкан Mons (гора) и именем главного римского божества в соответствующем латинском родительном падеже: таким образом, Mons Martes, Mons Jovis и Mons Veneris. Я возразил, что по крайней мере последнее из них используется совсем в другой сфере человеческой деятельности. На что он ответил: «О, я не слышал». В результате решили назвать марсианские вулканы как соседствующие яркие и темные пятна в классической номенклатуре. У нас есть Pavonis Mons (Гора Павлина), Elysium Mons (Гора Элизий) и – как и подобает самому большому вулкану в Солнечной системе – Olympus Mons (Гора Олимп). Таким образом, хотя вулканы названы в соответствии с западной традицией, последняя номенклатура Марса в основном значительно от традиции отходит: ряд важных объектов был назван не в память о классических временах, не как европейские географические объекты и не в честь западных астрономов XIX в.

Некоторые марсианские и лунные кратеры названы в честь одних и тех же людей. Это опять такая же ситуация, как и с названием Портланд, и я думаю, это не вызовет путаницы на практике. В этом есть по крайней мере одно важное преимущество: на Марсе теперь есть большой кратер, названный в честь Галилея. Он примерно такого же размера, как и тот, который назван в честь Птолемея. И на Марсе нет кратеров Шейнер или Риччоли.

Другим неожиданным последствием миссии «Маринер-9» стали первые фотографии крупным планом спутников другой планеты. Сейчас существуют карты, на которых нанесена почти половина объектов на поверхности двух марсианских спутников, Фобоса и Деймоса (сыновей бога войны Марса). Подгруппа по номенклатуре спутников Марса, которую возглавлял я, назвала кратеры на Фобосе в честь астрономов, которые изучали эти спутники. Крупнейший кратер на южном полюсе Фобоса назван в честь Асафа Холла, который открыл оба спутника. Говорят, что Холл уже собирался прекратить поиски марсианских спутников, когда жена убедила его вернуться к телескопу. Он сразу же обнаружил их и назвал «страх» (Фобос) и «ужас» (Деймос). Поэтому самый большой кратер на Фобосе был назван по девичьей фамилии миссис Холл – Ангелины Стикни. Если бы объект, при падении которого образовался кратер Стикни был побольше, он бы, возможно, расколол Фобос на части.

Деймос посвящен писателям и всем тем, кто каким-то образом участвовал в размышлениях о спутниках Марса. Два самых выдающихся объекта названы в честь Джонатана Свифта и Вольтера, которые в своих философских сочинениях «Путешествия Гулливера» (Gulliver’s Travels) и «Микромегас» (Micromegas) соответственно представляли существование двух спутников вокруг Марса до их действительного открытия. Я хотел назвать третий кратер на Деймосе в честь Рене Магритта, бельгийского сюрреалиста, на чьих картинах «Замок в Пиренеях» и «Чувство реальности» изображены большие камни, зависшие в небе, удивительно похожие на два марсианских спутника, кроме присутствия на первой картине замка, который, насколько мы знаем, не увенчивает Фобос. Предложение, однако, было отклонено как фривольное.

Сейчас тот момент в истории, когда объекты на планетах называются на веки вечные. Кратер представляет собой прочный памятник: предполагаемое время жизни больших лунных, марсианских и меркурианских кратеров измеряется миллиардами лет. Из-за того, что за последнее время значительно увеличилось число объектов на поверхности, которые нужно назвать, – а также потому, что имена почти всех покойных астрономов уже дали тому или иному небесному объекту – нужен новый подход. На собрании МАС в Сиднее, Австралия, в 1973 г. было создано несколько комиссий, которые должны были решить вопросы планетной номенклатуры. Одна очевидная проблема заключается в том, что, если кратеры на других планетах сейчас назвать не именами людей, а используя названия из другой категории, на Луне и планетах нам останутся только имена астрономов и людей нескольких других профессий. Было бы очаровательно дать кратерам, скажем, на Меркурии названия птиц или бабочек, или городов, или древних устройств, применявшихся для исследований и открытий. Но если мы будем придерживаться этого курса, при взгляде на глобусы, карты и учебники возникнет впечатление, что мы ценим только астрономов и физиков и не ценим поэтов, композиторов, художников, историков, археологов, драматургов, математиков, антропологов, скульпторов, врачей, психологов, писателей, специалистов по молекулярной биологии, инженеров и лингвистов. Предложение увековечить имена таких людей в названиях необозначенных лунных кратеров приведет, скажем, к тому, что кратеры Достоевский, или Моцарт, или Хиросигэ будут в диаметре 0,16 км, а Питискус – 84 км в диаметре. Не думаю, что это будет говорить в пользу широты взглядов и интеллектуального экуменизма тех, кто дает названия.

В ходе затянувшихся споров эта точка зрения одержала верх – во многом благодаря решительной поддержке советских астрономов. Соответственно, и комиссия по номенклатуре Меркурия под руководством Дэвида Моррисона из Гавайского университета решила назвать ударные кратеры Меркурия в честь композиторов, поэтов и писателей. Таким образом, главные кратеры стали называться Иоганн Себастьян Бах, Гомер и Мурасаки. Комиссии преимущественно из западных астрономов сложно выбрать группу имен, представляющую всю мировую культуру, и комиссия Моррисона попросила помощи у сведущих музыкантов и экспертов по сравнительной литературе. Самая большая забота – найти, например, имена тех, кто сочинял музыку во времена династии Хан, отливал бенинскую бронзу, вырезал тотемные столбы индейцев квакиутл и сочинял меланезийский народный эпос. Но даже если такая информация поступает медленно, еще есть время: фотографии Меркурия, сделанные «Маринером-10» и показывающие объекты, которые нужно назвать, охватывают только половину поверхности планеты, и пройдет еще много лет, прежде чем сфотографируют и назовут кратеры в другом полушарии[120].

Кроме того, на Меркурии есть несколько объектов, которым, по определенным причинам, было рекомендовано дать названия из другой категории. К примеру, двадцатый меридиан восточной долготы проходит через небольшой кратер, который операторы «Маринера-10» предложили назвать Hun Kal – ацтекским словом, обозначающим «двадцать», основу ацтекской системы счисления. И они предложили назвать огромную впадину, в каком-то смысле сравнимую с лунным морем, Равниной Жары: Меркурий очень горячий. И наконец, все эти названия применяются только к топографическом объектам Меркурия; яркие и темные пятна, которые прошлые поколения астрономов едва различали с поверхности Земли, пока еще не прорисованы окончательно. Когда это произойдет, вероятно, поступят новые предложения их названий. Антониади предложил названия для подобных объектов на Меркурии; некоторые из них – такие как Solitudo Hermae Trismegisti (одиночество Гермеса, трижды великого) – хорошо звучат и, возможно, в итоге будут сохранены.

Фотографической карты поверхности Венеры не существует, потому что планета постоянно окутана непроницаемыми облаками. Тем не менее карта объектов поверхности составлена с помощью наземного радиолокатора. Уже очевидно, что там есть кратеры и горы, и другие топографические объекты неизвестной природы. Успешное получение фотографий поверхности планеты космическими аппаратами «Венера-9» и «Венера-10» предполагает, что когда-нибудь можно будет получить фотографии посредством летательных аппаратов или воздушных шаров, спущенных в нижние слои атмосферы Венеры.

Первым крупным объектам, обнаруженным на Венере, в областях, которые лучше всего поддаются исследованию радиолокационными методами, дали непритязательные названия, такие как Альфа, Бета и Гамма. Нынешняя комиссия по номенклатуре Венеры под руководством Гордона Петтенджилла из Массачусетского технологического института предлагает две категории имен для объектов поверхности Венеры. В одну категорию входят пионеры радиотехнологий, чья работа привела к разработке радиолокационных методов, которые позволяют составить карту поверхности Венеры: например, Фарадей, Максвелл, Генрих Герц, Бенджамин Франклин и Маркони. В другой категории, как предполагает само название планеты, будут женщины. На первый взгляд, идея посвятить планету женщинам может показаться сексизмом. Но я считаю, все как раз наоборот. По историческим причинам женщины не могли заниматься определенными видами деятельности, которые сейчас увековечены на других планетах. Очень мало женщин, в честь которых назывались кратеры: Склодовская (девичья фамилия мадам Кюри), Стикни, астроном Мария Митчелл, пионер ядерной физики Лиза Мейтнер, леди Мурасаки и всего лишь несколько других. Хотя по правилам распределения профессий на других планетах женские имена будут время от времени появляться на них, только предложение насчет Венеры позволяет должным образом отметить исторический вклад женщин. (Однако я рад, что эта идея не будет применяться постоянно; я бы сам не хотел видеть Меркурий, покрытый именами бизнесменов, и Марс – именами генералов.)

Так сложилось, что женщины традиционно увековечиваются в астероидном поясе (см. главу 15), том скоплении каменных и металлических глыб, которые обращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. За исключением категории астероидов, названных в честь героев Троянской войны, все астероиды были названы в честь женщин. Во-первых, это были в основном героини классической мифологии, такие как Церера, Урания, Цирцея и Пандора. Когда имена богинь исчерпались, стали использовать имена Сафо, Дике[121], Вирджиния и Сильвия. Затем, когда открылись ворота шлюза открытий и исчерпались имена жен, матерей, сестер, возлюбленных и двоюродных бабушек астрономов, астероиды начали называть в честь реальных или желанных покровителей и прочих с окончанием женского рода, как, например, Рокфеллерия. К настоящему моменту открыто более 2000 астероидов, и ситуация стала довольно критичной. Но незападные традиции не затрагивались, и для будущих астероидов есть множество женских имен народов басков, амхара, айну, добу и кунг. Предвосхищая ослабление напряженности в отношениях между Египтом и Израилем, Элеанор Хелин из Калифорнийского технологического института предложила назвать астероид, который она открыла, Ра-Шалом. Дополнительная проблема – или возможность, зависит от того, как на это посмотреть – заключается в том, что мы можем вскоре получить фотографии астероидов крупным планом, с деталями рельефа, которые потребуется назвать.

За пределами пояса астероидов, на планетах и больших спутниках внешней Солнечной системы пока что нет неописательных названий. У Юпитера, например, есть Большое Красное Пятно и Северный Экваториальный Пояс, но ни один объект не назван, скажем, Смедли. Причина заключается в том, что, когда мы видим Юпитер, мы смотрим на его облака, и было бы не очень уместно или по крайней мере не очень долговечно называть облако в честь Смедли. Насущным вопросом по номенклатуре внешней Солнечной системы являются скорее названия спутников Юпитера. Спутники Сатурна, Урана и Нептуна имеют вполне достойные или по крайней мере малоизвестные классические названия (см. табл. 2). Чего не скажешь о четырнадцати спутниках Юпитера.

Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей, чьи современники-богословы под влиянием то ли аристотелевских, то ли библейских идей были убеждены, что другие планеты не могут иметь спутников. Открытие Галилея, доказывающее противоположное, привело в замешательство священников-фундаменталистов того времени. Возможно, в попытке избежать критики Галилей назвал эти спутники Спутниками Медичи – в честь своих спонсоров. Но потомки поступили мудрее: они назвали их Галилеевыми спутниками. Аналогично, когда Вильям Гершель из Англии открыл седьмую планету, он предложил назвать ее Георг. Если бы более мудрые головы не воспрепятствовали этому, одна из наших планет сегодня называлась бы в честь Георга III. Вместо этого мы называем ее Уран.

Галилеевым спутникам присвоил греческие мифологические названия Симон Марий (увековеченный на Луне кратером Мариус 40 км в диаметре), современник Галилея, который оспаривал у него первенство их открытия. Марий и Иоганн Кеплер чувствовали, что будет в высшей степени неблагоразумно называть небесные объекты в честь реальных людей и частично в честь политиков. Марий писал: «Я хочу сделать это без суеверий и одобрения теологов. Юпитера поэты обвиняют, в первую очередь, в запретной любви. Самые известные среди его возлюбленных три девы, чью любовь Юпитер тайно желал и добился, а именно: Ио… Каллисто… и Европа… Но даже еще более пылко он любил прекрасного мальчика Ганимеда… так что я считаю, что я не сделал ничего плохо, назвав первый Ио, второй Европа, третий за яркость его сияния Ганимед и наконец четвертый Каллисто».

Однако в 1892 г. Э. Барнард обнаружил пятый спутник Юпитера с орбитой, которая проходит внутри орбиты Ио. Барнард решительно настаивал на том, чтобы этот спутник назывался Юпитер 5 и никак иначе. С тех пор Барнард не изменил свою позицию, и из четырнадцати ныне известных спутников только у Галилеевых до недавнего времени названия официально одобрены МАС. Как бы неразумно это ни было, люди предпочитают имена числам. (Это хорошо видно по сопротивлению студентов против того, чтобы казначей колледжа обращался к ним «только по номеру»; по возмущению многих граждан против того, чтобы правительство знало их только по номеру социального страхования, и по систематическим попыткам в тюрьмах и лагерях деморализировать и унизить заключенных, присвоив им номер в качестве единственного идентификатора их личности.) Вскоре после открытия Барнарда Камиль Фламмарион предложил название Амальтея для Юпитера 5 (Амальтея была в греческой легенде козой, которая вскормила младенца Зевса). Хотя вскармливание козой не является, по сути, актом запретной любви, галльскому астроному это должно было показаться почти тем же.

Комиссия МАС по номенклатуре Юпитера, возглавляемая Тобиасом Оуэном из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, предложила ряд названий для спутников Юпитера от 6 до 13. При выборе они руководствовались двумя принципами: выбранное название должно иметь отношение к «запретной любви» Юпитера, но быть настолько малоизвестным, что его упустили те неутомимые прочесыватели классики, которые называют астероиды, и должно заканчиваться на -а или -е в зависимости от того, обращается ли спутник вокруг Юпитера по часовой стрелке или против. Но, по мнению по крайней мере некоторых классических ученых, эти названия настолько малоизвестны, что вызывают недоумение, и в результате многие из самых выдающихся возлюбленных Юпитера не представлены в этой системе. Особенно это касается Геры (Юноны), жены неверного Зевса (Юпитера), которая не представлена вовсе. Очевидно, эта любовь была недостаточно запретна. Альтернативный список имен, который включает большинство выдающихся возлюбленных, а также Геру, дан в табл. 3. Правда, если бы эти названия использовали, они бы дублировали названия астероидов. В любом случае так и есть для четырех Галилеевых спутников, что не вызывает особой путаницы. С другой стороны, существуют те, кто поддерживает позицию Барнарда, что но́мера достаточно; среди них Чарльз Коваль[122] из Калифорнийского технологического института, который открыл Юпитер 13 и Юпитер 14. У всех трех позиций есть преимущества, и интересно, чем закончится этот спор. По крайней мере мы пока не должны судить о достоинствах спорных предложений о названиях объектов рельефа на спутниках Юпитера.

Но это время не за горами. Сейчас известен тридцать один спутник Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна[123]. И ни один не был сфотографирован вблизи[124]. Недавно было принято решение называть объекты на спутниках во внешней Солнечной системе в честь мифологических персонажей всех культур. Однако очень скоро миссия «Вояджер» получит изображения с высоким разрешением около десяти из них в дополнение к кольцам Сатурна. Общая поверхность малых объектов во внешней Солнечной системе значительно превышает поверхность Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса, Фобоса и Деймоса вместе взятых. С течением времени появится возможность, причем с достаточным запасом, представить все человеческие профессии и культуры, и я думаю, также могут быть созданы условия и для нечеловекоподобных видов. Сейчас работает, вероятно, больше профессиональных астрономов, чем в целом за всю документированную историю человечества. Я предполагаю, что многие из нас будут также увековечены во внешней Солнечной системе – кратером на Каллисто, вулканом на Титане, горной грядой на Миранде, ледником на комете Галлея. (Кометам, кстати, дают имена тех, кто их открыл.) Я иногда думаю, как они будут распределены – будут ли непримиримые соперники разделены и помещены на разные объекты и будут ли имена тех, чьи открытия были совместными, располагаться по соседству, вал одного кратера рядом с валом другого. Были возражения, что имена политических философов слишком противоречивые. Лично я был бы рад видеть два огромных соседних кратера с названиями Адам Смит и Карл Маркс. В Солнечной системе достаточно объектов даже для покойных политических и военных лидеров. Есть те, кто предлагал поддержать астрономию, продавая названия кратеров лицам, предложившим наивысшую цену на торгах, но я считаю, что это чересчур.

С названиями во внешней Солнечной системе есть любопытная проблема. Многие из объектов там имеют чрезвычайно низкую плотность, как будто они состоят изо льда: большие пушистые снежки от десятков до сотен километров в диаметре. Хотя объекты, упавшие на них, определенно оставят кратеры, кратеры во льду не сохранятся надолго. По крайней мере для некоторых объектов во внешней Солнечной системе названные детали рельефа могут оказаться кратковременными. Возможно, это хорошо: это дало бы нам шанс пересмотреть наше мнение о политиках и прочих и спасло бы нас, если национальный или идеологический пыл оставит след в номенклатуре Солнечной системы. История астрономии показывает, что некоторые предложения по небесной номенклатуре лучше проигнорировать. Например, в 1688 г. Эрхард Вейгель в Йене предложил пересмотреть привычные зодиакальные созвездия – Льва, Деву, Рыб и Водолея, которые имеют в виду люди, когда спрашивают, какой у тебя «знак». Вейгель предложил вместо них «геральдическое небо», на котором королевские семьи Европы будут представлены в виде их животных-покровителей: лев и единорог для Англии, например. Мне страшно представить описательную звездную астрономию сегодня, если бы эту идею приняли в XVII столетии. Небо было бы разрезано на двести крошечных кусочков для каждого государства, существовавшего в то время.

Наименование объектов Солнечной системы, по сути, не является задачей точных наук. Всю историю ученым на каждом шагу приходилось сталкиваться с предубеждением, шовинизмом и недальновидностью. Однако, хотя для хвастовства может быть немного рановато, я считаю, что астрономы за последнее время предприняли важные шаги, чтобы расширить номенклатуру и представить в ней все человечество. Некоторые считают это дело бессмысленным или по крайней мере неблагодарным. Но некоторые из нас убеждены, что это важно. Наши далекие потомки будут использовать нашу номенклатуру для мест, где они живут: на кипящей поверхности Меркурия, на берегах марсианских долин, на склонах вулканов Титана или на оледенелых пространствах далекого Плутона, где Солнце появляется на небе как точка яркого света в полной темноте. Их мнение о нас, о том, что мы лелеем и чем дорожим, может во многом определяться тем, как мы называем спутники и планеты сегодня.

Более трех сотен лет назад Антон ван Левенгук[126] из Делфта исследовал новый мир. Рассматривая густой сенной настой в свой первый микроскоп, он с удивлением обнаружил, что в нем полно крошечных существ:

«24-го апреля 1676 г., по чистой случайности рассматривая эту жидкость, я с большим изумлением обнаружил в ней огромное количество различных мельчайших анималькулей[127]; некоторые из них были в три-четыре раза больше в длину, чем в ширину. Толщина их была, по моему суждению, не больше волосков, покрывающих тело вши. У этих существ были очень короткие, тонкие ножки, торчащие из головы (хотя я не мог различить у них голову; я говорю о той части тела, которая всегда была впереди во время движения)… Их тело заканчивалось четкой глобулой и, я полагаю, задняя часть была слегка расщеплена. Эти организмы очень забавно перемещаются и часто вращаются».

Этих крошечных анималькулей никто никогда раньше не видел. Но Левенгуку не составило труда понять, что они живые.

Два столетия спустя на основе открытия Левенгука Луи Пастер разработал микробную теорию возникновения заболеваний и заложил основу современной медицины. Левенгук не преследовал практические цели, это был чисто научный интерес. Он сам и не догадывался о практическом применении своих исследований в будущем.

В мае 1974 г. Королевское общество Великобритании собралось для обсуждения темы «Распознавание внеземной жизни». Жизнь на Земле развивалась в ходе медленного, мучительного, пошагового процесса, называемого эволюцией путем естественного отбора. Ключевую роль в этом процессе играли случайные факторы: например, какой ген в какой-то момент мутировал или менялся под воздействием ультрафиолетового излучения или космических лучей. Все организмы на Земле адаптированы к их естественной окружающей среде. На какой-нибудь другой планете под воздействием других случайных факторов и в непривычной для нас окружающей среде жизнь могла эволюционировать по-другому. Если бы мы, например, приземлились на Марсе, распознали ли бы мы местные формы жизни?

На заседании Королевского общества отдельно обсуждалось предположение, что жизнь можно распознать по ее невероятности. Возьмем, например, деревья. Деревья – это длинные продолговатые структуры, которые над землей толще у вершины, чем у основания. Понятно, что под воздействием ветра и воды в течение тысячелетий большинство деревьев должны были упасть. Они находятся в механически неравновесном состоянии. Они представляют собой невероятные структуры. Конечно, не все структуры с тяжелой вершиной являются биологическими. В пустынях, например, существуют скалы, стоящие на тонком основании. Но если бы мы увидели множество структур с массой, сосредоточенной в верхней части, очень похожих между собой, то могли бы предположить, что все они имеют биологическое происхождение. То же самое касается и анималькулей Левенгука. Их много, они похожи, в высшей степени сложные и невероятные. Никогда не видя их раньше, мы правильно предполагаем, что они имеют биологическое происхождение.

Также велись споры о природе и определении жизни. Самые успешные определения затрагивают эволюционный процесс. Но мы не можем приземлиться на другой планете и ждать, пока ближайшие объекты будут эволюционировать. Мы не располагаем таким количеством времени. Поэтому поиск жизни переходит в более практическую плоскость. Это точка зрения была ловко привнесена в обсуждение Королевского общества, когда, выслушав пространные метафизические рассуждения, сэр Питер Медавар поднялся и сказал: «Джентльмены, каждый в этой комнате знает разницу между живой лошадью и мертвой лошадью. Поэтому прошу, давайте прекратим хлестать последнюю». Медавар и Левенгук поняли бы друг друга.

Но есть ли деревья или анималькули в других мирах нашей Солнечной системы? Простой ответ заключается в том, что никто пока не знает. Даже с ближайших планет было бы невозможно сфотографировать и распознать присутствие жизни на нашей планете. До сегодняшнего дня при наблюдениях Марса с американских орбитальных космических аппаратов «Маринер-9», «Викинг-1» и «Викинг-2» детали планеты, чей размер гораздо меньше 100 м в диаметре, невозможно было различить. Поскольку даже самые ярые сторонники теории существования внеземной жизни не ожидают, что марсианские слоны могут быть 100 м в длину, многие важные проверки еще не были выполнены.

В настоящее время мы можем только оценить физические характеристики условий среды других планет, определить, настолько ли она сурова, чтобы исключить наличие жизни – даже тех форм, которые отличаются от известных нам на Земле, – и в случае более мягких условий среды, возможно, поразмышлять о формах жизни, которые могут там присутствовать. Единственным исключением являются результаты посадки «Викинга», кратко описанные ниже.

Местность может быть слишком жаркой или слишком холодной для жизни. Если температура очень высокая – скажем, несколько тысяч градусов по шкале Цельсия, – тогда молекулы, из которых состоит организм, распадутся на части. Поэтому Солнце как среда обитания традиционно исключается. С другой стороны, если температура слишком низкая, тогда метаболизм – химические реакции, обеспечивающие жизнедеятельность организма, – будет протекать слишком медленно. По этой причине холодные просторы Плутона тоже традиционно исключаются как среда обитания. Однако могут существовать химические реакции, которые проходят на приемлемой скорости при низкой температуре, но которые невозможно исследовать здесь, на Земле, поскольку химики не любят работать в лабораториях при температуре –230 °С. Мы не должны подходить к этому вопросу с пренебрежением.

Огромные внешние планеты Солнечной системы, такие как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, иногда исключают из биологических исследований из-за того, что температура на них очень низкая. Но это температура верхних слоев облаков. В более низких слоях атмосферы таких планет, так же как в атмосфере Земли, условия гораздо мягче. И эти слои, судя по всему, содержат органические молекулы. Их нельзя исключать ни в коем случае.

Хотя мы, люди, наслаждаемся кислородом, он едва ли является необходимым условием существования, поскольку для многих организмов он ядовит. Если бы в нашей атмосфере не было тонкого защитного озонового слоя, который образовался под действием солнечного света из кислорода, Землю быстро бы выжег ультрафиолет, исходящий от Солнца. Но на других планетах могут существовать защитные слои от ультрафиолета или биологические молекулы, устойчивые к излучению ближнего ультрафиолетового диапазона. Такие рассуждения только подчеркивают недостаток наших знаний.

Важное различие между планетами нашей Солнечной системы заключается в толщине их атмосферы. При полном отсутствии атмосферы очень сложно представить жизнь. Мы считаем, что, как и на Земле, источником жизни на других планетах должен быть солнечный свет. На нашей планете растения поглощают солнечный свет, а животные питаются растениями. Если бы все живые существа на Земле (после какой-нибудь невообразимой катастрофы) были вынуждены обитать под землей, жизнь прекратилась бы, как только исчерпались запасы еды. Растения, основа жизни на любой планете, должны видеть Солнце. Но если у планеты нет атмосферы, не только ультрафиолетовое излучение, но и рентгеновские лучи, и гамма-лучи, и заряженные частицы солнечного ветра будут беспрепятственно попадать на поверхность планеты и выжигать растения.

Более того, атмосфера необходима для обмена веществами, чтобы не израсходовались все основные органические молекулы. На Земле, например, зеленые растения выделяют кислород – продукт своей жизнедеятельности – в атмосферу. Многие животные, дышащие, как люди, вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ, которые растения, в свою очередь, поглощают. Без этого умного (и с таким трудом сформировавшегося) равновесия между растениями и животными мы бы быстро израсходовали кислород или углекислый газ. По этим двум причинам – защита от излучения и обмен молекулами – видимо, атмосфера необходима для жизни.

Некоторые из планет в нашей Солнечной системе имеют очень небольшую плотность атмосферы. Например, у поверхности Луны атмосферное давление в миллион миллионов раз меньше давления на Земле. Астронавты «Аполлона» исследовали шесть мест на видимой стороне Луны. Они не нашли ни структур с тяжелой вершиной, ни скопления животных. Почти четыре сотни килограммов образцов были привезены с Луны и тщательно изучены в земных лабораториях. В них не оказалось микроорганизмов, почти никаких органических соединений и даже воды. Мы ожидали, что Луна безжизненна, и, видимо, так и есть. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, напоминает Луну. Его атмосфера чрезвычайно тонкая и не должна поддерживать жизнь. Во внешней Солнечной системе много больших спутников размером с Меркурий или нашу собственную Луну, состоящих из смеси камня (как Луна и Меркурий) и льда. В эту категорию попадает Ио, второй спутник Юпитера. Его поверхность, видимо, покрыта чем-то вроде красноватых отложений солей. Мы очень мало об этом знаем. Но из-за очень низкого атмосферного давления мы считаем, что на нем нет жизни.

Еще существуют планеты с атмосферами средней плотности. Земля – самый знакомый пример. Здесь жизнь играла главную роль в определении состава атмосферы. Кислород, конечно, производится зелеными растениями в процессе фотосинтеза, но даже азот, как считается, производится бактериями. В совокупности кислород и азот составляют 99 % нашей атмосферы, и они, очевидно, в огромных масштабах перерабатываются на нашей планете живыми организмами.

Атмосферное давление на Марсе составляет около половины процента давления на Земле, но атмосфера там состоит в основном из углекислого газа. В ней присутствуют в малых количествах кислород, водяной пар, азот и другие газы. Марсианская атмосфера, очевидно, не перерабатывается живыми организмами, но мы не знаем Марс настолько хорошо, чтобы исключить наличие там жизни. В определенное время в каких-то местах температура на нем благоприятная, его атмосфера достаточно плотная, и в почве и полярных шапках содержится много воды. Даже некоторые разновидности земных микроорганизмов могут выжить там без проблем. «Маринер-9» и «Викинг» обнаружили сотни сухих русел рек, видимо, указывающих на период геологической истории планеты, когда по ее поверхности в изобилии текла вода. Это мир, который еще ждет исследования.

Третий и менее знакомый пример планеты со средней плотностью атмосферы – это Титан, самый большой спутник Сатурна. Атмосфера Титана имеет плотность посередине между атмосферами Марса и Земли. Она, однако, состоит в основном из водорода и метана и увенчана сплошным слоем красноватых облаков – вероятно, сложных органических молекул. В силу своей удаленности Титан привлек интерес экзобиологов только недавно, но выглядит многообещающе.

Планеты с очень плотными атмосферами представляют собой особую проблему. Как и у Земли, их атмосферы холодные в верхних слоях и теплее в нижних. Но, когда атмосфера очень плотная, температура в нижних слоях становится слишком высокой для жизни. Температура поверхности Венеры составляет около 480 °С, планет типа Юпитера – тысячи градусов по шкале Цельсия. Все эти атмосферы, как мы считаем, конвективные: вертикальные ветра беспрерывно переносят в них вещества в обоих направлениях. Жизнь маловероятна на их поверхности из-за высокой температуры. Условия же среды в облаках благоприятны, но конвекция перенесла бы гипотетические организмы, живущие в облаках, вниз, в глубину, и там бы они поджарились. Я вижу два решения этой проблемы: могут существовать мелкие организмы, которые воспроизводятся с той же скоростью, с какой их несет вниз к обжигающей поверхности планеты, или организмы, способные держаться на поверхности облаков. Рыбы на Земле для этого имеют плавательные пузыри, и на Венере и Юпитере можно представить организмы, которые фактически будут представлять собой шары, наполненные водородом. Чтобы плавать при средней температуре на Венере, им нужно быть по крайней мере несколько сантиметров в диаметре, но на Юпитере их диаметр должен быть не менее нескольких метров, то есть размером с мячик для пинг-понга и с метеорологический шар-зонд соответственно. Мы не знаем, существуют ли такие организмы, но довольно интересно, что их можно представить, не нарушая законы физики, химии и биологии.

Нашей полной неосведомленности относительно жизни на других планетах может настать конец уже в этом столетии. Сейчас строятся планы по химическому и биологическому исследованию многих из таких планет. Первым шагом стали запуски американского «Викинга», в ходе которых летом 1976 г. на Марс были посажены две сложные автоматические лаборатории, почти через три сотни лет с того дня, как Левенгук открыл инфузорий в сенном настое. «Викинг» не нашел поблизости ни любопытных структур с тяжелой вершиной, ни распознаваемых органических молекул. Два из трех экспериментов по обнаружению признаков микробного метаболизма в обоих местах посадки повторно дали положительные результаты. Выводы все еще бурно обсуждаются. К тому же мы должны помнить, что два спускаемых аппарата «Викинга», хотя и тщательно исследовали, и даже сфотографировали, но менее одной миллионной поверхности планеты. Необходимо больше наблюдений – особенно с более сложным оборудованием (включая микроскопы) и средствами передвижения. Но, несмотря на неоднозначную природу результатов, полученных «Викингом», эти миссии представляют собой первое в истории человека серьезное исследование жизни в другом мире.

В последующие десятилетия, вероятно, будут сделаны пробы атмосферы Венеры, Юпитера и Сатурна, на поверхность Титана спустят аппараты, а также будет более подробно исследована поверхность Марса. Новая эпоха планетных исследований и экзобиологии началась в 1970-х гг. Мы живем во времена высокоинтеллектуальных приключений и переживаний, но также – как показывает продвижение от Левенгука к Пастеру – в преддверии открытий, которые будут иметь большое практическое значение.

Титан – не самое обиходное наименование и не самая известная планета. Просматривая список знакомых объектов в Солнечной системе, мы обычно о нем не вспоминаем. Но за последние годы этот спутник Сатурна привлек к себе внимание ученых и приобрел первоочередное значение для будущих исследований. В результате самых последних исследований Титана мы обнаружили, что его атмосфера больше похожа на атмосферу Земли – по крайней мере по плотности, – чем у любого другого астрономического объекта в Солнечной системе. Один лишь этот факт придает ему новую значимость, поскольку исследование других планет начинается всерьез.

Кроме того, что Титан является крупнейшим спутником Сатурна, он также, согласно последним исследованиям Джозефа Веверки, Джеймса Эллиота и других ученых Корнельского университета, является самым крупным спутником в Солнечной системе – около 5800 км в диаметре. Титан больше Меркурия и почти такого же размера, как Марс. И все же он обращается вокруг Сатурна.

Мы могли бы узнать кое-что о природе Титана, изучив две главные планеты во внешней Солнечной системе – Юпитер и Сатурн. Обе в основном имеют красноватую или коричневатую окраску. Иными словами, верхний слой облаков, которые мы видим с Земли, имеет главным образом такой оттенок. Что-то в атмосфере и облаках этих планет поглощает голубой и ультрафиолетовый свет, так что свет, который отражается обратно, к нам, преимущественно красный. На самом деле во внешней Солнечной системе довольно много объектов красного цвета. Хотя мы не можем получить цветные фотографии Титана, поскольку он находится на расстоянии более миллиарда километров и его угловой размер меньше Галилеевых спутников Юпитера, фотоэлектрические исследования показывают, что он ярко-красный. Астрономы, которые размышляли об этой проблеме раньше, считали, что Титан красный по той же причине, что и Марс: вследствие рыжей поверхности. Но происхождение красного цвета у Титана одно, а у Юпитера и Сатурна совсем другое, потому что эти планеты не имеют твердой поверхности.

В 1944 г. Джеральд Койпер методом спектроскопии обнаружил вокруг Титана атмосферу, состоящую из метана, – впервые на спутнике была обнаружена атмосфера. Позднее эти наблюдения были подтверждены, и Лоуренс Трафтон из Техасского университета представил некоторые заставляющие задуматься доказательства присутствия в ней молекулярного водорода.

Поскольку мы знаем количество газа, необходимое для наблюдаемого спектра поглощения, и поверхностную гравитацию, выведенную из массы и радиуса Титана, мы можем вычислить минимальное атмосферное давление. Оно составляет приблизительно 10 мбар, около одного процента атмосферного давления Земли – это больше, чем давление на Марсе. Титан имеет атмосферное давление, самое близкое к земному в Солнечной системе.

Не только лучшие, но единственные визуальные наблюдения Титана в телескоп были сделаны Одуэном Дольфюсом в Мёдонской обсерватории во Франции. Это нарисованные от руки изображения Титана в момент стабильности атмосферы. Дольфюс заметил перемещение пятен и пришел к выводу, что то, что происходит на Титане, не соответствует периоду вращения спутника. (Считается, что Титан всегда обращен одной стороной к Сатурну, как наша Луна к Земле.) Дольфюс предположил, что на Титане могут быть облака, по крайней мере местами.

За последние годы мы много узнали о Титане. Астрономы успешно получили кривую поляризации малых объектов. Идея заключается в том, что изначально неполяризованный солнечный свет падает, скажем, на Титан и, отражаясь, поляризуется. Поляризация регистрируется устройством, которое действует по принципу «полароидных» солнцезащитных очков, но более сложным и чувствительным. Степень поляризации измеряется, когда Титан проходит через малый ряд фаз – между «полным» Титаном и приближающимся к серповидному. Полученная в результате кривая поляризации сравнивается с кривыми поляризации, построенными в лабораторных условиях, и таким образом мы узнаем о размере и составе вещества, ответственного за эффект поляризации.

Первые наблюдения поляризации Титана, сделанные Джозефом Веверкой, показали, что солнечный свет, отраженный от Титана, скорее всего, отражается от облаков, а не от твердой поверхности. Видимо, на Титане есть поверхность и более низкие слои атмосферы, которые мы не видим; густая пелена облаков и расположенная над ней атмосфера, которые мы видим, и над всем этим изредка появляются рваные облака. Поскольку Титан кажется красным и красный свет идет от пелены облаков, согласно этому аргументу, на Титане должны быть красные облака.

Дополнительным подтверждением этой теории является чрезвычайно малое количество ультрафиолета, который отражается от Титана, согласно измерениям Орбитальной астрономической обсерватории. Единственное объяснение слабой яркости отраженного ультрафиолета заключается в том, что ультрафиолет поглощается в высоких слоях атмосферы. Иначе благодаря рэлеевскому рассеянию на самих молекулах атмосферы Титан отражал бы яркий ультрафиолет. (Рэлеевское рассеяние – это преобладающее рассеяние голубого, а не красного цвета, который отвечает за голубые небеса на Земле.)

Но вещество, которое поглощает фиолетовые и ультрафиолетовые лучи, кажется красным в отраженном свете. Так что существует две отдельные цепочки доказательств (или три, если верить рисункам, сделанным от руки) в пользу обширного облачного покрова на Титане. Что мы имеем в виду под обширным? В соответствии с данными о поляризации более 90 % поверхности Титана закрыто облаками. Так что Титан, по всей видимости, покрыт плотными красными облаками.

Второе удивительное открытие было сделано в 1971 г., когда Д. Аллен из Кембриджского университета и Т. Мердок из Университета Миннесоты обнаружили, что наблюдаемое инфракрасное излучение Титана при длине волны от 10 до 14 мкм более чем вдвое интенсивнее излучения, ожидаемого от нагрева Солнцем. Титан слишком мал, чтобы иметь сильный источник внутренней энергии, как Юпитер или Сатурн. Это можно объяснить только тем, что при парниковом эффекте температура поверхности поднимается до тех пор, пока исходящее от планеты инфракрасное излучение не уравновешивает поглощаемое видимое излучение. Именно парниковый эффект поддерживает температуру поверхности Земли выше температуры замерзания и температуру Венеры на уровне 480 °С.

Но что может вызывать парниковый эффект на Титане? Вряд ли углекислый газ и водяной пар, как на Земле и Венере, потому что эти газы замерзли бы на Титане. Я подсчитал, что для такого парникового эффекта необходимо несколько сотен миллибар водорода (1000 мбар – это атмосферное давление на Земле на уровне моря). Поскольку это больше наблюдаемого количества водорода, облака должны быть плотными при определенной длине волн коротковолнового диапазона и почти прозрачными при определенной длине волн длинноволнового диапазона. Джеймс Поллак из Исследовательского центра Эймса НАСА подсчитал, что нескольких сотен миллибар метана также может быть достаточно, и, более того, они могли бы послужить объяснением некоторых особенностей инфракрасного излучения Титана. Такое большое количество метана также должно быть спрятано под облаками. В обеих моделях парникового эффекта фигурируют только газы, которые, как предполагается, существуют на Титане; конечно, могут играть роль и оба газа.

Альтернативная модель атмосферы Титана была предложена покойным Робертом Дэниелсоном и его коллегами из Принстонского университета. Они предположили, что простые углеводороды – такие как этан, этилен и ацетилен, – которые наблюдаются в верхних слоях атмосферы Титана, могут поглощать ультрафиолет, исходящий от Солнца, и нагревать верхние слои атмосферы. В таком случае мы видим в инфракрасном свете горячие верхние слои атмосферы, а не поверхность планеты. Эта модель не включает ни теплую поверхность непонятного происхождения, ни парниковый эффект, ни атмосферное давление в сотни миллибар.

Какая же точка зрения верна? В настоящее время никто не знает. Эта ситуация напоминает исследования Венеры в начале 1960-х гг., когда было известно, что радиояркостная температура планеты высокая, но по поводу того, исходит излучение от горячей поверхности или от горячих слоев атмосферы, велись жаркие споры. Поскольку радиоволны проходят через что угодно, кроме самой плотной атмосферы и облаков, проблема Титана могла бы быть решена, если бы мы располагали надежными измерениями радиояркостной температуры этого спутника. Первым, кто измерил ее с помощью огромного интерферометра Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, был Фрэнк Бриггс из Корнуолла. Бриггс измерил температуру поверхности Титана, которая составила –140 °С, с погрешностью 45°. Температура без парникового эффекта должна составлять около –185 °С. Следовательно, наблюдения Бриггса предполагают довольно значительный парниковый эффект и плотную атмосферу, но вероятная погрешность измерений все же так велика, что парниковый эффект может и отсутствовать.

В ходе последующих наблюдений, сделанных двумя другими радиоастрономическими группами, были получены величины, которые были и выше, и ниже результатов Бриггса. Как ни удивительно, самый высокий диапазон температур даже приближается к температурам в холодных регионах Земли. Наблюдаемая ситуация, как и атмосфера Титана, довольно мутная. Эту проблему можно было бы решить, если бы мы могли измерить площадь твердой поверхности Титана радиолокационными методами (в результате оптических измерений мы знаем диаметр Титана по вершинам его облаков). Возможно, для решения этой проблемы придется подождать исследований миссии «Вояджера», в ходе которой к Титану будут посланы два сложных космических аппарата – один подойдет к нему очень близко – в 1981 г.

Какую бы модель мы ни выбрали, в ней фигурируют красные облака. Но какой у них состав? Если мы возьмем атмосферу, состоящую из метана и водорода, и подведем к ней энергию, мы получим ряд органических соединений, и сложные, и простые углеводороды (как те, что необходимы для формирования слоя с инверсией Даниэльсона[129] в верхнем слое атмосферы). В нашей лаборатории в Корнуолле мы с Бишуном Кхаром воссоздаем виды атмосферы, которые существуют во внешней Солнечной системе. Сложные органические молекулы, которые мы синтезируем в них, имеют оптические свойства, похожие на свойства молекул в облаках Титана. Мы считаем, что на Титане существует множество органических соединений – как простых газов в атмосфере, так и более сложных органических соединений в облаках и на поверхности планеты.

Одна из проблем, связанная с большой толщиной атмосферы Титана, заключается в том, что легкий газообразный водород должен улетучиваться из-за низкой силы тяжести. Я могу это объяснить только тем, что водород находится в равновесном состоянии. Иными словами, он улетучивается, но восполняется из некого внутреннего источника – скорее всего, вулканов. Плотность Титана такая низкая, что его ядро, видимо, почти полностью состоит изо льдов. Мы можем считать его гигантской кометой, состоящей из метана, аммиака и водных льдов. Также должна быть небольшая примесь радиоактивных элементов, которые, рас падаясь, нагревают окружающее вещество. Проблему теплопроводимости решил Джон Льюис из Массачусетского технологического института, и ясно, что вещество, которое находится у поверхности Титана, жидкое. Метан, аммиак и водяной пар поднимаются наверх и расщепляются под действием ультрафиолетового излучения Солнца на атмосферный водород и органические соединения облаков. На поверхности Титана могут быть вулканы, состоящие изо льда, а не горных пород, которые извергают время от времени не жидкие горные породы, а жидкий лед – лаву из текущего метана, аммиака и, возможно, воды.

Есть и еще одно последствие того, что водород улетучивается с Титана. Атмосферная молекула, которая достигает скорости, достаточной для того, чтобы покинуть атмосферу Титана, обычно не может преодолеть гравитацию Сатурна. Таким образом, как заметили Томас Макдоноу и покойный Нейл Брайс из Корнуолла, водород, который улетучивается с Титана, формирует диффузный тороид, или кольцо из водорода вокруг Сатурна. Это очень интересное предположение, которое, возможно, относится не только к Титану, но и к другим спутникам. «Пионер-10» обнаружил такой водородный тороид вокруг Юпитера рядом с Ио. Когда «Пионер-11» и «Вояджер-1» и «Вояджер-2» подлетят к Титану, они, возможно, обнаружат тороид около Титана.

Титан будет самым легким объектом для исследований во внешней Солнечной системе. На планеты, где почти нет атмосферы, такие как Ио или астероиды, проблематично приземлиться, потому что мы не можем использовать атмосферное торможение. С гигантскими планетами, такими как Юпитер и Сатурн, противоположная проблема: ускорение из-за гравитации такое большое и увеличение атмосферной плотности такое быстрое, что сложно изобрести атмосферный зонд, который не сгорит при вхождении. У Титана, однако, достаточно плотная атмосфера и достаточно низкая гравитация. Если бы он находился немного ближе, мы, вероятно, запустили бы туда спускаемый аппарат уже сегодня.

Титан – это привлекательный и загадочный мир, источник ценной информации, который, как мы внезапно поняли, оказался доступен для исследования: мы можем запустить космические орбитальные аппараты, чтобы определить глобальные параметры и найти разрывы в облаках, и аппараты для исследования условий входа в плотные слои атмосферы, чтобы взять образец красных облаков и неизвестной атмосферы, а также спускаемые аппараты, чтобы изучить поверхность планеты, которую мы никогда раньше не видели. Титан дает замечательную возможность изучить те виды органических соединений, из которых на Земле могла зародиться жизнь. Несмотря на низкую температуру, отнюдь не исключено, что на Титане есть жизнь. А геология его поверхности, возможно, не имеет аналогов во всей Солнечной системе. Титан ждет…

Считается, что в промежутке между 30 и 10 млн лет назад температура на Земле постепенно понизилась всего лишь на несколько градусов. Но жизненные циклы многих растений и животных приспособлены к определенной температуре, и обширные леса отступили к широтам с более теплым климатом. Отступление лесов постепенно изменило среду обитания небольших покрытых шерстью существ с бинокулярным зрением, которые весили чуть больше килограмма и до этого жили, перепрыгивая с ветки на ветку. Когда леса ушли, остались только эти покрытые шерстью существа, которые смогли выжить в покрытой травянистой растительностью саванне. Спустя несколько десятков миллионов лет эти существа оставили две группы потомков: к одной относятся павианы, а другая называется «люди». Возможно, мы обязаны самим своим существованием климатическим изменениям, которые в среднем составляли всего несколько градусов. Такие изменения привели к возникновению одних видов и вымиранию других. Они сильно повлияли на характер жизни на нашей планете, и становится все более ясно, что климат продолжает меняться и в наши дни.

Существует множество методов определения изменений климата в прошлом. Некоторые из них позволяют заглянуть далеко в прошлое, другие имеют только ограниченное применение. Надежность этих методов также различна. Один из подходов, который применим к периоду времени, относящемуся к миллиону лет назад, основан на определении соотношения изотопов кислорода O18 и O16 в карбонатах раковин ископаемых фораминифер. В этих раковинах, которые принадлежат к виду, очень похожему на те, что можно изучать сегодня, соотношение O18 / O16 меняется в зависимости от температуры воды, в которой они росли. Схож с изотопно-кислородным методом другой метод, основанный на определении соотношении изотопов серы S34 и S32. Существуют и другие, более прямые палеонтологические индикаторы климата: например, повсеместное распространение кораллов, фиговых деревьев и пальм указывает на высокие температуры, а многочисленные остатки крупных покрытых шерстью зверей, таких как мамонты, указывают на низкие температуры. Геологические записи изобилуют многочисленными свидетельствами оледенения – больших перемещающихся пластов льда, которые оставляют характерные валуны и следы эрозии. Также ясными геологическими свидетельствами служат отложения эвапоритов[130] – участки, где соленая вода испарилась и осталась соль. Такое испарение происходит преимущественно в теплом климате.

Если обобщить всю эту климатическую информацию, можно построить замысловатый график колебания температуры. Например, никогда не было, чтобы средняя температура Земли опускалась ниже точки замерзания воды или приближалась к точке кипения воды. Но колебания на несколько градусов более распространены, и даже колебания на 20 или 30° могли происходить, по крайней мере местами. Колебания на несколько градусов по шкале Цельсия происходят с периодичностью раз в десятки тысяч лет, и последняя смена ледникового и межледникового периодов имела эту периодичность и амплитуду температур. Но изменения климата могут происходить и в течение гораздо более долгих периодов времени – самый долгий порядка несколько сотен миллионов лет. Теплые периоды, по всей видимости, наблюдались около 650 млн лет назад и 270 млн лет назад. По стандартам прошлых изменений климата мы сейчас живем в середине ледникового периода. За всю историю Земли на ней не было «постоянных» ледниковых покровов, как в Арктике и в Антарктиде сегодня. За последние несколько сотен лет мы отчасти вышли из нашего ледникового периода вследствие небольших изменений климата, объяснения которым пока еще не найдено, и есть некоторые признаки, что мы можем погрузиться обратно в глобальные холодные температуры, характерные для нашей эпохи, если посмотреть с перспективы огромного промежутка геологического времени. Страшно подумать, что 2 млн лет назад город Чикаго был погребен под километровым слоем льда.

Что определяет температуру Земли? Как видно из космоса, это вращающийся голубой шар, испещренный изменчивыми пятнами облаков, красновато-коричневыми пустынями и ярко-белыми полярными шапками. Энергия для нагревания на Землю поступает почти исключительно из солнечного света; энергия, которая поднимается вверх из горячих недр Земли, составляет менее одной тысячной процента той энергии, что приходит в форме видимого света от Солнца. Но не весь солнечный свет поглощается Землей. Некоторое его количество отражается обратно в космос от полярного льда, облаков, скал и воды на поверхности Земли. Средняя отражательная способность, или альбедо Земли, измеренное непосредственно со спутников и косвенно – по так называемому пепельному свету, возникающему в результате освещения темной стороны Луны отраженными от Земли солнечными лучами, – составляет около 35 %. Те 65 % солнечного света, которые поглощает Земля, нагревают ее до температуры, которую можно вычислить. Эта температура составляет около –18 °C, что ниже температуры замерзания морской воды и на 30 °C холоднее средней температуры Земли.

Причина этой разницы заключается в том, что в этих вычислениях не учитывается так называемый парниковый эффект. Видимый свет от Солнца проникает в прозрачную атмосферу Земли и достигает поверхности планеты. Поверхность, однако, пытается отразить его обратно в космос, но ограничена законами физики и не может сделать этого в инфракрасном диапазоне. Атмосфера не столь прозрачна в инфракрасном диапазоне, и при некоторых длинах волн инфракрасного диапазона – например, при длине волны 6,2 мкм или 15 мкм – излучение, пройдя в атмосфере лишь несколько сантиметров, будет поглощено атмосферными газами. Поскольку атмосфера Земли плотная и поглощает инфракрасное излучение при многих длинах волн, тепловое излучение, которое исходит от поверхности Земли, задерживается, прежде чем уйти в космос. Чтобы излучение, получаемое Землей от Солнца, и излучение, которое Земля отдает в космос, были уравновешены, температура поверхности Земли должна повышаться. Парниковый эффект возникает не благодаря главным компонентам атмосферы Земли, таким как кислород и азот, а почти исключительно из-за второстепенных, особенно углекислого газа и водяного пара.

Как мы знаем, планета Венера, вероятно, представляет собой тот случай, когда поступление большого количества углекислого газа и в меньшей степени водяного пара в атмосферу планеты привело к такому значительному парниковому эффекту, что вода не может находиться на поверхности в жидком состоянии; поэтому температура планеты поднимается до чрезвычайно высокой отметки – в случае Венеры до 480 °С.

Пока что мы говорили о средней температуре. Температура Земли меняется в зависимости от места. Она холоднее на полюсах, чем на экваторе, потому что в основном солнечные лучи попадают на экватор под прямым углом, а на полюса – по касательной. Разница температур на Земле между экватором и полюсами сглаживается атмосферной циркуляцией. Горячий воздух поднимается на экваторе и перемещается на большой высоте к полюсам, где он опускается и возвращается на поверхность; затем он перемещается в обратном направлении, от полюса к экватору, но на небольших высотах. Это общее движение – усложненное вращением Земли, ее топографией и фазовыми переходами воды – отвечает за погоду.

Сегодняшнюю среднюю температуру на Земле – около 15 °C – можно объяснить наблюдаемой интенсивностью солнечного света, глобальным альбедо, наклоном оси вращения и парниковым эффектом. Но все эти параметры могут, в принципе, меняться; климатические изменения и в прошлом, и в будущем можно приписать изменению любого из них. На самом деле существует почти сотня разных теорий климатических изменений на Земле, и даже сегодня на этот счет нет единого мнения. Не потому что климатологи по своей природе невежественны или любят поспорить, а потому что эта тема чрезвычайно сложная.

Вероятно, существуют механизмы и отрицательной, и положительной обратной связи. Предположим, например, что температура Земли понизилась на несколько градусов. Количество водяного пара в атмосфере определяется почти полностью температурой и уменьшается, превращаясь в снег, когда температура падает. Меньшее количество воды в атмосфере подразумевает меньший парниковый эффект и дальнейшее понижение температуры, которое может привести к дальнейшему уменьшению количества водяного пара в атмосфере и так далее. Также понижение температуры может привести к увеличению количества полярного льда, увеличению альбедо Земли и дальнейшему понижению температуры. С другой стороны, понижение температуры может привести к уменьшению облачности, что уменьшит среднее альбедо Земли и повысит температуру – возможно, в достаточной степени, чтобы компенсировать первоначальное понижение температуры. Недавно была предложена идея, что атмосфера планеты Земля функционирует как своего рода термостат, чтобы предотвращать слишком сильные отклонения температуры, которые могут иметь опасные глобальные биологические последствия. Например, понижение температуры может привести к увеличению числа разновидностей морозоустойчивых растений, которые способны образовывать на почве сплошной покров и имеют низкое альбедо.

Я приведу три наиболее известные и интересные теории изменения климата. Первая включает изменение параметров небесной механики: форму орбиты Земли, наклон ее оси вращения и прецессию этой оси, которые меняются с течением времени вследствие взаимодействия Земли с ближайшими небесными телами. Точные вычисления степени таких изменений показывают, что они могут вызывать колебания температуры по крайней мере на несколько градусов, и с вероятностью положительной обратной связи эти изменения сами по себе могут быть достаточным объяснением главных изменений климата.

Второй класс теорий включает изменения альбедо. Одна из самых поразительных причин таких изменений заключается в попадании в атмосферу Земли большого количества пыли: например, от извержения вулкана, такого как извержение Кракатау в 1883 г. Хотя велись споры по поводу того, нагревает или охлаждает Землю такая пыль, текущие вычисления показывают, что мелкие частицы, очень медленно падающие из стратосферы Земли, увеличивают альбедо Земли и, следовательно, охлаждают ее. Недавно были найдены седиментологические[131] доказательства того, что прошлые периоды интенсивного поступления вулканических частиц соответствуют по времени прошлым периодам оледенения и низких температур. К тому же в результате образования гор и возникновения земной поверхности увеличивается глобальное альбедо, потому что земля ярче, чем вода.

И наконец, существует вероятность изменения яркости Солнца. Мы знаем – из теорий эволюции Солнца, – что в течение многих миллиардов лет оно постоянно становилось ярче. Это должно было повлиять на климат Земли в самые древние времена, потому что солнечный свет 3 или 4 млн лет назад должен был быть на 30 или 40 % более тусклым, и этого достаточно даже при условии парникового эффекта, чтобы глобальные температуры опустились до отметки ниже температуры замерзания морской воды. Однако существуют многочисленные геологические доказательства того, что в то время было много воды: например, следы подземных вод, закругленные куски лавы, которые получаются в результате охлаждения магмы в океане, и ископаемые строматолиты, продукты жизнедеятельности океанских водорослей[132]. В качестве решения этой проблемы было выдвинуто предположение, что, возможно, в атмосфере ранней Земли присутствовали дополнительные парниковые газы – особенно аммиак, – которые обеспечивали требуемое повышение температуры. Но, если не брать в расчет эту очень медленную эволюцию яркости Солнца, возможны ли более кратковременные изменения яркости? Это важная и нерешенная проблема, но сложности с обнаружением нейтрино[133] – которые должно, согласно современным теориям, испускать Солнце – наводят на мысль, что Солнце сегодня находится в аномально тусклом периоде.

То, что мы не можем выбрать одну из альтернативных моделей изменения климата, может показаться всего лишь досадной интеллектуальной проблемой, если бы не тот факт, что климатические изменения могут иметь определенные практические и незамедлительные последствия. Результаты исследований характера изменений глобальной температуры показывают очень медленное ее повышение начиная с промышленной революции до приблизительно 1940 г. и тревожно резкое понижение после. Этот график объясняется сжиганием ископаемого топлива, которое имеет два последствия – освобождение углекислого газа, являющегося парниковым газом, в атмосферу и одновременное попадание в атмосферу мелких частиц от неполного сгорания топлива. Углекислый газ нагревает Землю, мелкие частицы из-за своего более высокого альбедо остужают ее. Возможно, до 1940 г. преобладал парниковый эффект, а после – повышенное альбедо.

Пугающая вероятность того, что человеческая деятельность может привести к необратимым климатическим изменениям, делает крайне важным изучение климата Земли. Существует вызывающая тревогу положительная обратная связь с понижением температуры на планете. Например, сжигание большего количества ископаемого топлива за короткий промежуток времени в попытке сохранить тепло может привести к более быстрому долгосрочному охлаждению. Мы живем на планете, на которой сельскохозяйственные технологии кормят больше миллиарда людей. Сельскохозяйственные культуры не приспособлены к суровым изменениям климата. Люди больше не могут мигрировать на большие расстояния в ответ на климатические изменения, или по крайней мере это сложнее на планете, которая контролируется национальными государствами. Необходимо срочно понять причины климатических изменений и разработать проект климатической реорганизации Земли.

Как ни странно, некоторые самые интересные намеки на природу таких климатических изменений можно увидеть в исследованиях совсем не Земли, а Марса. «Маринер-9» вышел на орбиту Марса 14 ноября 1971 г. Его научная миссия длилась полный земной год, и он сделал 7200 фотографий планеты от одного полюса до другого, а также запечатлел десятки тысяч спектров и собрал другую научную информацию. Как мы уже знаем, когда «Маринер-9» прибыл на Марс, на поверхности практически ничего не было видно, потому что планета переживала глобальную пылевую бурю. Сразу обнаружилось, что во время пылевой бури температура атмосферы повысилась, а температура поверхности снизилась, и это простое наблюдение дает нам наглядный пример охлаждения планеты при попадании большого количества пыли в атмосферу. В вычислениях, сделанных впоследствии, использовались одинаковые законы физики и для Земли, и для Марса, и обе планеты рассматривались как два разных примера общей проблемы воздействия на климат попадания большого количества пыли в атмосферу планеты.

«Маринер-9» сделал еще одно совершенно неожиданное климатическое открытие – многочисленные извилистые каналы с притоками, покрывающие экватор и средние широты Марса. Во всех местах, которые были обследованы, каналы расположены в должном направлении – сверху вниз. Некоторые из них ветвятся и имеют песчаные отмели, обрывистые берега, обтекаемой формы внутренние «островки» и другие характерные морфологические признаки долин земных рек.

Но марсианские каналы нельзя однозначно интерпретировать как сухие русла рек или ручьев, поскольку вода в жидком виде не может существовать на Марсе в наши дни. Просто давление слишком низкое. Углекислый газ на Земле имеет и твердую, и газообразную форму, но не жидкую (кроме как в резервуарах-хранилищах под высоким давлением). Вот и вода на Марсе может существовать в твердом состоянии (лед или снег) или в виде пара, но не как жидкость. По этой причине некоторые геологи не хотят принимать теорию, что когда-то каналы были наполнены проточной водой. И все же они представляют собой точную копию земных рек, и по крайней мере многие из них имеют форму, не соответствующую другим возможным структурам, таким как разрушенные борозды, проторенные лавой, – то, чем могут оказаться извилистые долины на Луне.

Более того, к марсианскому экватору таких каналов становится больше. Как известно, единственное место на планете Марс, где средняя дневная температура выше температуры замерзания воды, – это область экватора. И только эта жидкость в изобилии представлена в космосе и имеет низкую вязкость и температуру замерзания ниже марсианских экваториальных температур.

Если в таком случае каналы на Марсе были вымыты текущей водой, эта вода, по-видимому, текла в то время, когда окружающая среда на Марсе значительно отличалась от сегодняшней. В наше время на Марсе разреженная атмосфера, низкие температуры и нет воды в жидком состоянии. В прошлом, возможно, давление и температуры были выше и в изобилии присутствовала текущая вода. Такая окружающая среда более благоприятна для форм жизни, функционирующих на основе знакомых земных биохимических процессов, чем окружающая среда на Марсе сегодня.

В ходе тщательного исследования возможных причин таких значительных климатических изменений на Марсе был выделен механизм обратной связи, известный как адвективная[134] нестабильность. Атмосфера Марса состоит преимущественно из углекислого газа. По крайней мере в одной полярной шапке содержится большое количество замерзшего СО2. Давление СО2 в марсианской атмосфере приблизительно равно давлению СО2, ожидаемому в равновесии с замерзшим углекислым газом при температуре холодного марсианского полюса. Эта ситуация весьма схожа с давлением в лабораторной вакуумной системе, которое определяется температурой погружного охлаждающего термостата в системе. В настоящее время марсианская атмосфера настолько разрежена, что горячий воздух, поднимающийся с экватора и оседающий на полюсах, играет очень незначительную роль в нагревании высоких широт. Но давайте представим, что температура в полярных областях каким-то образом слегка повышается. Общее атмосферное давление увеличивается, эффективность передачи тепла посредством адвекции от экватора к полюсам также увеличивается, полярные температуры увеличиваются еще больше, и мы видим возможность резкого возрастания температуры. Таким же образом снижение температуры по какой-либо причине может вызвать резкое ее понижение. Разобраться в физической природе марсианской ситуации проще, чем в похожем случае на Земле, потому что на Земле главные компоненты атмосферы – кислород и азот – не находятся в замерзшем состоянии на полюсах.

Чтобы давление на Марсе значительно увеличилось, количество тепла, поглощенного в полярных областях планеты, должно увеличиваться на 15–20 % по крайней мере в течение столетия. Были определены три возможных источника изменения уровня нагревания полярной шапки, и они, что примечательно, очень похожи на три известные модели изменения климата Земли, которые обсуждались выше. Во-первых, играют роль изменения наклона оси вращения Марса по отношению к Солнцу. Эти изменения гораздо более впечатляющие, чем на Земле, потому что Марс находится ближе к Юпитеру, самой огромной планете в Солнечной системе, и на него действует мощное гравитационное поле Юпитера. Поэтому колебания глобального давления и температуры происходят в течение сотни тысяч – миллиона лет.

Во-вторых, значительные климатические изменения может вызывать изменение альбедо полярных областей. Мы уже можем наблюдать песчаные и пыльные бури на Марсе, из-за которых полярные шапки темнеют и светлеют по сезонам. Было выдвинуто одно предположение, что климат Марса мог быть более благоприятным, если бы можно было вырастить морозоустойчивые виды полярных растений, которые бы понизили альбедо марсианских полярных областей.

И наконец, существует вероятность изменения яркости Солнца. Некоторые из каналов на Марсе имеют кратеры от падения метеоритов, и приблизительное определение возраста каналов по частоте падения метеоритов из межпланетного пространства показывает, что некоторым из них около миллиарда лет. Это напоминает последнюю эпоху высоких среднегодовых температур на планете Земля и увеличивает вероятность синхронных значительных изменений климата на Земле и Марсе.

Последующие миссии «Викинга» на Марс дополнили наши знания о каналах, обеспечили довольно независимые доказательства существования более плотной атмосферы в древние времена и продемонстрировали наличие значительных количеств замерзшего углекислого газа в полярных льдах. Когда результаты, полученные «Викингом», будут обобщены, они обещают значительно дополнить наши знания об окружающей среде (касающиеся как настоящего времени, так и прошлого планеты), а также о сравнительных характеристиках климата Земли и Марса.

Когда ученые сталкиваются с чрезвычайно сложными теоретическими проблемами, всегда есть возможность проведения экспериментов. При исследовании климата целой планеты, однако, проводить эксперименты дорого и сложно, и они могут иметь неприятные социальные последствия. По счастливой случайности природа пришла к нам на помощь, обеспечив нас ближайшими планетами со значительными отличиями в климате и разными физическими характеристиками. Возможно, самая точная проверка теорий климата заключается в том, могут ли они объяснить климатические особенности всех ближайших планет – Земли, Марса и Венеры. Результаты, полученные в ходе исследования одной планеты, неизбежно помогут исследованию других. Сравнительная климатология планет – это дисциплина, которая находится в процессе зарождения, вызывает огромный научный интерес и имеет практическое применение.

Одним из семи чудес Древнего мира был храм Дианы в Эфесе, в Малой Азии, – изумительный пример греческой монументальной архитектуры. В святая святых этого храма находился большой, возможно металлический, черный камень, который упал с небес, – знамение богов, быть может, наконечник стрелы, прилетевший с лунного серпа, символ Дианы-охотницы.

Спустя сколько-то столетий – вероятно, даже в то же самое время – еще один большой черный камень, как верят многие, упал с неба на Аравийский полуостров. Тогда, в доисламские времена, он был помещен в храм в Мекке, Каабу, и ему начали поклоняться. Затем, в VII и VIII вв. н. э., получил широкое распространение ислам, основанный Мухаммедом, который прожил большую часть жизни недалеко от этого большого черного камня, присутствие которого, возможно, повлияло на его выбор жизненного пути. Предшествующее поклонение этому камню оказалось включено в ислам, и сегодня главная цель паломников в Мекку – тот же камень, часто называемый Кааба в честь храма, в котором он бережно хранится. (Все религии бесстыдно заимствуют у своих предшественников. Например, рассмотрим христианский праздник Пасхи: древние ритуалы плодородия, проводимые во время весеннего равноденствия, сегодня ловко замаскированы под крашеные яйца и детенышей животных. На самом деле этимология английского варианта названия «Пасха» – Easter – это искаженное имя великой богини-матери Ближнего Востока Астарты. Диана Эфесская – это более поздняя и эллинская версия Астарты.)

В первобытные времена глыба, падающая с чистого голубого неба, должна была стать запоминающимся событием. Но она имела и более важное значение: на рассвете металлургии во многих частях света железо с небес было самой чистой доступной формой этого металла. Металл с небес имел военное значение, так как из него изготавливались мечи, а также и сельскохозяйственное, поскольку из него делались плужные лемехи, так что такие находки оказались в сфере интересов практичных людей.

Камни продолжают падать с небес, фермеры все еще временами ломают о них плуг, музеи все еще выплачивают за них премии, и очень редко камень пробивает крышу дома, едва не задевая семью, завороженно уставившуюся в экран телевизора. Мы называем эти объекты метеоритами. Но назвать их – не значит понять. Откуда же на самом деле появляются метеориты?

Между орбитами Марса и Юпитера обращаются тысячи малых объектов неправильной формы, которые называются астероидами или планетоидами. «Астероид» – не самый лучший термин для них, потому что они не похожи на звезды. «Планетоид» подходит гораздо больше, потому что они действительно схожи с планетами, только меньшего размера, но термин «астероид» пока что используется шире. Церера, первый астероид, был обнаружен[135] с помощью телескопа 1 января 1801 г. – благоприятное открытие в первый день XIX в. – Пьяцци, итальянским монахом. Диаметр Цереры около 1000 км, и пока что она является самым большим астероидом. (Для сравнения: диаметр луны составляет 3464 км.) С тех пор было обнаружено более 2000 астероидов. Астероидам присваивается номер, указывающий на порядок их обнаружения. Но вслед за Пьяцци ученые старались называть их женскими именами, предпочтительно из греческой мифологии. Однако 2000 астероидов – это большое количество, и наименования становятся к концу не такими изящными: 1 Церера, 2 Паллада, 3 Юнона, 4 Веста, 16 Психея, 22 Каллиопа, 34 Цирцея, 55 Пандора, 80 Сапфо, 232 Россия, 324 Бамберга, 433 Эрос, 710 Гертруда, 739 Мандевиль, 747 Винчестер, 904 Рокфеллерия, 916 Америка, 1121 Наташа, 1224 Фантазия, 1279 Уганда, 1556 Икар, 1620 Географ, 1685 Торо и 1694 Экард (название Университета Дрейка[136], написанное задом наперед). 1984 Оруэлл – к сожалению, упущенная возможность.

У многих астероидов орбиты эллиптические или вытянутые, совсем не похожи на почти совершенно круговые орбиты Земли или Венеры. У некоторых астероидов самые дальние от Солнца точки орбит находятся за орбитой Сатурна; у некоторых ближайшие к Солнцу точки ближе к орбите Меркурия; некоторые, как 1685 Торо, обращаются между орбитами Земли и Венеры. Поскольку у многих астероидов сильно вытянутые эллиптические орбиты, на протяжении жизни Солнечной системы столкновения неизбежны. Большинство столкновений происходят между собой, когда один астероид задевает другой и от него откалывается небольшой кусок. Поскольку астероиды так малы, у них низкая гравитация, и осколки от столкновения отлетают в космос и немного отклоняются от орбит родительских астероидов. Можно представить, как осколки от таких столкновений случайно пересекаются с Землей, падают сквозь ее атмосферу, подвергаются абляции при входе в нее и приземляются у ног удивленного кочевника.

Те несколько метеоритов, которые были отслежены, когда входили в атмосферу Земли, происходят из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Лабораторные исследования физических свойств некоторых метеоритов показывают, что они образовались там, где температуры равны температуре Главного пояса астероидов. Доказательства ясны: метеориты, которые находятся в наших музеях, являются осколками астероидов. На наших полках куски космических объектов!

Но какие метеориты откалываются от каких астероидов? До недавнего времени ученые, изучающие планеты, были не в силах ответить на этот вопрос. Однако за последние несколько лет появилась возможность проводить спектрофотометрию астероидов в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, изучать поляризацию солнечного света, отраженного от астероидов, при изменении геометрии астероидов, Солнца и Земли и исследовать испускаемое астероидами излучение среднего инфракрасного диапазона. Изучение астероидов и сравнительные исследования метеоритов и других минералов в лаборатории позволили впервые сделать предположение о связи между конкретными астероидами и конкретными метеоритами. Более чем 90 % изученных астероидов по составу относятся к одной из двух групп: каменно-железные или углеродсодержащие (углистые). Только несколько процентов метеоритов на Земле относятся к углистым, но они очень хрупкие и быстро рассыпаются при типичных земных условиях. Также они, вероятно, рассыпаются при входе в атмосферу Земли. Поскольку каменно-железные метеориты гораздо устойчивее, их больше, и они гораздо лучше представлены в наших музейных коллекциях метеоритов. Углистые метеориты содержат много органических соединений, в том числе аминокислот (строительные блоки белков), и могут служить образцом материалов, из которых около 4,6 млрд лет назад сформировалась Солнечная система.

Среди астероидов, которые оказались углистыми, – 1 Церера, 2 Паллада, 19 Фортуна, 324 Бамберга и 654 Зелинда. Если астероиды углистые снаружи, также углистые и внутри, тогда материал астероида преимущественно углистый. Это обычно темные объекты, отражающие лишь небольшой процент падающего на них света. Недавно обнаруженные доказательства указывают на то, что Фобос и Деймос, два спутника Марса, также могут быть углистыми, и, возможно, они являются углистыми астероидами, которые были захвачены марсианской гравитацией.

Типичные астероиды, имеющие характеристики каменно-железных метеоритов, – это 3 Юнона, 8 Флора, 12 Виктория, 89 Джулия и 433 Эрос. Несколько астероидов попадают в другие категории: 4 Веста напоминает метеорит, который называется базальтовый ахондрит, а 16 Психея и 22 Каллиопа состоят преимущественно из железа.

Железные астероиды представляют интерес, потому что геофизики считают, что родительское тело объекта, богатого железом, должно было расплавиться, чтобы железо отделилось от силикатов в первоначальном хаосе элементов в начале всех времен. С другой стороны, чтобы органические молекулы в углистых метеоритах уцелели, они не должны нагреваться до температуры плавления камня или железа. Таким образом, разные астероиды имеют разную историю.

На основе сравнения свойств астероидов и метеоритов, лабораторных исследований метеоритов и компьютерного моделирования движения астероидов обратно во времени однажды можно будет воссоздать историю астероидов. Сегодня мы даже не знаем, являются ли они частью планеты, которая не смогла сформироваться из-за мощных гравитационных возмущений со стороны Юпитера, или остатками полностью сформированной планеты, которая каким-то образом взорвалась. Большинство изучающих эту тему склонны к первой гипотезе, потому что никто не может понять, как взорвать планету, – оно и к лучшему. Постепенно мы сможем собрать воедино все части этой истории.

Также метеориты могут происходить и не от астероидов. Возможно, это осколки молодых комет, или спутников Марса, или поверхности Меркурия, или спутников Юпитера, пылящиеся и забытые в каком-нибудь малоизвестном музее. Но ясно, что истинная картина происхождения метеоритов начинает проявляться.

Святая святых в храме Дианы в Эфесе была разрушена. Но камень Кааба был бережно сохранен, хотя, кажется, никогда не подвергался настоящему научному исследованию. Некоторые считают, что этот темный метеорит каменный, а не металлический. Недавно два геолога предположили, основываясь на довольно фрагментарных доказательствах, что на самом деле это агат. Некоторые мусульманские писатели считают, что цвет Каабы был первоначально белый, а не черный, и что сегодняшний цвет он приобрел из-за того, что его постоянно трогают руками. По официальной версии хранителя Черного камня, он был помещен туда, где находится сейчас, патриархом Авраамом и упал с религиозных, а не астрономических небес – так что никакие физические методы анализа не смогут проверить исламское вероучение. Тем не менее было бы очень интересно изучить, используя весь инструментарий современной лаборатории, небольшой кусочек Каабы. Его состав можно было бы точно определить. Если это метеорит, можно было бы установить время, в течение которого он подвергался воздействию космических лучей – с момента, когда он откололся, до падения на Землю. И можно было бы протестировать гипотезы его происхождения: такие, например, как идея, что 5 млн лет назад, приблизительно во время возникновения гоминид, Кааба откололся от астероида, названного 22 Каллиопа, обращался вокруг Солнца веками по геологической шкале времени и затем случайно упал на Аравийский полуостров 2500 лет назад.

Большую часть человеческой истории, я думаю, можно описать как постепенное и иногда болезненное освобождение от провинциализма, осознание того, что мир устроен значительно сложнее, чем считали наши предки. С потрясающим этноцентризмом племена по всей земле называли себя «людьми» или «всеми людьми», относя другие группы людей с такими же достижениями людьми второго сорта. Высокая цивилизация Древней Греции разделяла человеческое общество на эллинов и варваров; последние были названы по недоброжелательной имитации языков чужеземцев («вар вар…»). Та же самая классическая цивилизация, которая во многих отношениях является прародителем нашей собственной, назвала свое небольшое внутреннее море Средиземным, что означает середину земли. Тысячи лет Китай называл себя Срединным королевством, и значение было то же самое: Китай был в центре вселенной, а варвары жили во внешней тьме.

Такие или похожие взгляды меняются очень медленно, и можно разглядеть корни расизма и национализма на стадии формирования, в сущности, всех человеческих сообществ. Но мы живем в необычное время, когда благодаря техническому прогрессу и культурному релятивизму такой этноцентризм гораздо сложнее поддерживать. Теперь мы знаем, что все мы обитаем на общем спасательном плоту в космическом океане, что Земля – это всего лишь небольшая планета с ограниченными ресурсами и что наши технологии достигли такого уровня, при котором мы способны оказывать значительное влияние на окружающую среду нашей крошечной планеты. Этой депровинциализации человечества во многом способствовали, я считаю, космические исследования – прекрасные фотографии Земли, сделанные с большого расстояния, на которых вращающийся голубой шар с облаками выглядит как сапфир в бесконечном бархате космоса, – а также исследования других миров, которые оказались и похожими, и отличными от этой колыбели человечества.

Мы все еще говорим о мире в единственном числе, как будто других не существует, так же как и о Солнце, и о Луне. Но есть множество других миров. Каждая звезда в небе является солнцем. Кольца Урана представляют собой миллионы спутников, о которых мы раньше и не подозревали, обращающихся вокруг Урана, седьмой планеты. И как наглядно продемонстрировали космические аппараты за последние пятнадцать лет, поблизости существуют другие миры – относительно доступные, представляющие большой интерес, и среди них ни одного полностью похожего на наш. Я думаю, когда эти различия планет и идея Дарвина, что живые организмы на других планетах должны сильно отличаться от здешних, станут более общепринятыми, они сплотят человеческую семью, которая временно живет в этом непривлекательном мире среди множества других миров.

Исследования планет важны по многим причинам. Они позволяют нам уточнять информацию, полученную с помощью таких связанных с землей наук, как метеорология, климатология, геология и биология, и расширять их область применения здесь, на Земле. Они служат предостережением, рассказывая об альтернативных судьбах других миров. Они способствуют развитию высоких технологий в будущем, важных для жизни здесь, на Земле. Они удовлетворяют традиционную человеческую жажду исследовать и делать открытия, наше стремление к познанию, которое послужило основной причиной нашего выживания как вида. И они позволяют нам, впервые в истории, подойти с точностью, со значительными шансами найти истинные ответы на вопросы о происхождении и судьбах миров, начале и конце жизни и вероятности существования других существ в небесах – вопросы, такие же базовые для человеческой деятельности, как мышление, такие же естественные, как дыхание.

Межпланетные автоматические космические зонды нового поколения расширяют человеческое присутствие на планетах с необычными и фантастическими пейзажами, намного более странными, чем в любом мифе или легенде. Разогнавшись до второй космической скорости рядом с Землей, они выходят на свою траекторию с помощью небольших ракетных двигателей и крошечных выхлопов газа. Их приводят в действие солнечный свет и ядерная энергия. Некоторым требуется всего несколько дней, чтобы пересечь космическое пространство между Землей и Луной; другим может потребоваться год, чтобы долететь до Марса, четыре года, чтобы добраться до Сатурна, или десять лет, чтобы пересечь внутреннее море между нами и далеким Ураном. Они безмятежно плывут в направлении, предопределенном гравитацией Ньютона и ракетными технологиями; их яркий металл сияет, омываемый солнечным светом, который наполняет космос между мирами. Когда они прибудут на место назначения, одни пролетят мимо, мельком взглянув на чужую планету, возможно, со свитой спутников, и продолжат лететь дальше в глубины космоса. Другие выйдут на орбиту у этой планеты и будут летать вокруг нее, чтобы изучать ее вблизи, возможно, в течение нескольких лет, пока их главные детали не сломаются или не износятся. Остальные космические корабли приземлятся на планету, тормозя за счет трения об атмосферу с помощью парашюта или прицельного запуска тормозных ракет, прежде чем совершить мягкую посадку. Одни спускаемые аппараты стационарны и рассчитаны на изучение единственного места на планете, которая ждет исследования. Другие самодвижущиеся, медленно передвигаются к далекому горизонту, за которым царит полная неизвестность. И существуют еще те, что способны удаленно собрать образцы камней и почвы и вернуться с ними на Землю.

Все эти космические аппараты оснащены датчиками, которые удивительным образом расширяют диапазон человеческого восприятия. Существуют устройства, которые могут определить с орбиты распределение радиоактивности по другой планете, чувствовать с поверхности слабый гул далекого сотрясения планеты где-то в глубине, получить трехмерные цветные или инфракрасные изображения пейзажа, никогда не виданного на Земле. Эти машины, по крайней мере до какой-то степени, обладают интеллектом. Они могут делать выбор на основе информации, которую сами же и собирают. Они могут запомнить с большой точностью набор подробных инструкций, которые, если их написать по-английски, составят книгу приличного размера. Они послушны, и им можно давать новые команды с помощью радиосообщений, которые посылаются с пульта управления на Земле. И они переслали, преимущественно по радио, богатый и разнообразный урожай информации о природе Солнечной системы, которую мы населяем. На нашу ближайшую небесную соседку, Луну, были запущены космические летательные аппараты, которые облетели планету, одноразовые и многоразовые спускаемые аппараты, орбитальные зонды, автоматические вездеходы и автоматические миссии по сбору и доставке образцов грунта и, конечно, шесть успешных и героических пилотируемых экспедиций серии «Аполлон». Также были запущены летательные аппараты, которые облетели Меркурий, Марс, Юпитер и Сатурн, а на Венеру и на Марс были запущены орбитальные зонды и спускаемые аппараты. Фобос и Деймос, два малых спутника Марса, были изучены вблизи, и были получены любопытные изображения нескольких спутников Юпитера.

Мы впервые увидели облака из аммиака и грандиозные бури на Юпитере, холодную, покрытую солью поверхность его спутника Ио, испещренную кратерами, древнюю и кипящую пустыню Меркурия и дикий и зловещий пейзаж нашей ближайшей соседки – планеты Венеры, где облака состоят из кислотного дождя, который постоянно льется, но никогда не достигает поверхности, потому что температура этого холмистого ландшафта, освещенного рассеянным солнечным светом, проникающим через сплошной слой облаков, – 482 °С[138]. А какую интересную загадку представляет собой Марс с руслами древних рек, огромными полярными террасами, вулканом почти 24 000 м в высоту, неистовыми бурями, безмятежными полднями и нашей явно неудачной первой попыткой ответить на самый главный из вопросов: есть ли на планете или была когда-то собственная форма жизни?

На Земле существует только два государства, которые могут путешествовать в космосе, пока что только две силы, способные послать машины за пределы атмосферы Земли, – это Соединенные Штаты и Советский Союз. Соединенные Штаты осуществили единственные пилотируемые миссии на другой небесный объект, совершили единственный успешный спуск посадочного модуля на Марс и отправили единственные экспедиции на Меркурий, Юпитер и Сатурн. Советский Союз первым провел автоматические исследования Луны, включая единственные автоматические вездеходы и миссии по сбору и доставке образцов на любой небесный объект и первую посадку спускаемого аппарата на Венеру. После окончания программы «Аполлон» Венера и Луна стали до определенной степени русской сферой влияния, а остальную часть Солнечной системы посещали только американские космические аппараты. Хотя между этими двумя нациями существует определенное научное сотрудничество, эта территориальность установилась по умолчанию, а не по соглашению. За последние годы Советский Союз осуществил ряд очень амбициозных, но безуспешных миссий на Марс, а Соединенные Штаты запустили скромную, но успешную серию орбитальных зондов и спускаемых аппаратов на Венеру в 1978 г. Солнечная система очень большая, и в ней еще многое можно исследовать. Даже у крошечного Марса есть область поверхности, сравнимая с земной. По практическим причинам гораздо легче организовать отдельные, но скоординированные миссии, запущенные двумя или более нациями, чем совместные многонациональные миссии. В XVI и XVII столетиях Англия, Франция, Испания, Португалия и Голландия – каждая организовывала широкомасштабные миссии глобальных исследований и открытий, яростно соревнуясь между собой. Но экономические и религиозные мотивы исследовательского соревнования тех времен на сегодня не имеют аналогов. И все указывает на то, что национальное соревнование по исследованию планет будет, по крайней мере в обозримом будущем, мирным.

Времена, когда планетные миссии будут играть ведущую роль, настанут еще не скоро. Разработка, производство, тестирование, сборка и запуск типичной планетной миссии занимают много лет. Систематическая программа исследования планет требует постоянной работы в этом направлении. Самые знаменитые американские миссии к Луне и планетам – «Аполлон», «Пионер», «Маринер» и «Викинг» – были запущены в 1960-е гг. За все десятилетие 1970-х гг. Соединенные Штаты только раз сделали вклад в исследования планет – это были миссии «Вояджер», запущенные летом 1977 г., целью которых было облететь Юпитер и Сатурн и сделать первое систематическое исследование этих планет, их двадцати пяти или около того спутников и поражающих воображение колец последнего.

Отсутствие новых запусков привело к настоящему кризису в сообществе американских ученых и инженеров, добившихся ряда инженерных успехов и значимых научных открытий, которые начались в 1962 г., когда «Маринер-2» облетел Венеру. Исследования были приостановлены. Штат распустили, и бывшие сотрудники перешли работать совсем в другие сферы деятельности, поэтому существует реальная проблема преемственности планетных исследований. Например, первым откликом на успешное, имеющее историческое значение исследование Марса «Викингом», возможно, будет миссия, которая прибудет на Красную планету не ранее 1985 г., то есть в марсианских исследованиях ожидается почти десятилетний перерыв. И нет ни малейшей гарантии, что даже тогда миссии будут запускать. Эта тенденция – похожая на роспуск большинства кораблестроителей, мастеров по пошиву парусов и мореплавателей Испании в начале XVI столетия, – видимо, возвращается. Недавно был одобрен проект «Галилей» – миссия середины 1980-х гг., заключающаяся в первом орбитальном зондировании Юпитера и первом спуске в его атмосферу, которая может содержать органические молекулы, образовавшиеся в результате таких же химических реакций, которые на Земле привели к появлению жизни. Но в следующем году конгресс настолько урезал фонды, необходимые для осуществления «Галилея», что в настоящее время он находится на грани катастрофы.

В последние годы весь бюджет НАСА составлял меньше 1 % федерального бюджета. Фонды, выделенные на исследования планет, составляли менее 15 % от этой суммы. Просьбы сообщества планетологов о новых миссиях постоянно отклонялись – как объяснил мне один сенатор, общественность, несмотря на «Звездные войны»[139] и «Звездный путь»[140], не писала в конгресс в поддержку планетарных миссий, а ученые не представляют собой влиятельное лобби. И все же на горизонте мы видим ряд миссий, которые открывают необычные научные возможности и одновременно представляют интерес для общества:

Космические полеты с использованием солнечной энергии и встречи с кометой. В обычных межпланетных миссиях космический корабль должен следовать траектории, которая требует минимальных затрат энергии. Ракеты быстро сгорают рядом с Землей, и космический корабль остальную часть путешествия просто двигается по инерции. Мы достигли того, чего достигли, не благодаря огромной мощности ракеты-носителя, а благодаря нашему умению управлять жестко ограниченной системой. В результате мы должны довольствоваться малой грузоподъемностью, длительными миссиями и не можем свободно выбирать даты отправления или прибытия. Но, так же как на Земле, мы рассматриваем возможность перехода с ископаемого топлива на солнечную энергию и в космосе. Солнечный свет оказывает небольшое, но ощутимое давление, называемое световым давлением. Устройство с солнечным парусом очень большой площади относительно массы может использовать световое давление для поступательного движения. В зависимости от того, как мы поставим парус, солнечный свет будет нести нас или к Солнцу, или от него. С квадратным парусом размером около полумили с каждой стороны, но тоньше, чем самый тонкий майлар[141], межпланетные миссии могут осуществляться более эффективно, чем с традиционным ракетным двигателем. Парус будет доставлен на орбиту Земли пилотируемым шаттлом, распущенный и натянутый. Это будет необычное зрелище, которое легко увидеть невооруженным глазом, как яркую точку света. В бинокль можно будет различить детали на таком парусе – возможно, даже то, что на парусных кораблях XVII столетия называлось «эмблемой» – некий подходящий графический символ, например изображение планеты Земля. К парусу будет прикреплен научный космический аппарат, разработанный для конкретных нужд.

Одним из первых и самых любопытных вариантов применения, которые обсуждаются на данный момент, является полет к комете, возможно к комете Галлея в 1986 г. Кометы проводят большую часть времени в межзвездном пространстве и могут послужить источником информации о ранней истории Солнечной системы и природе межзвездного вещества. Полет на солнечной энергии к комете Галлея может дать нам не только фотографии кометы изнутри и вблизи – то, о чем сегодня мы не знаем почти ничего, – но также, как ни удивительно, образец кометы, который будет доставлен на планету Земля. В этом примере очевидны и практические преимущества, и романтика полета на солнечной энергии, и ясно, что он представляет собой не только новую миссию, но и новую межпланетную технологию. Поскольку разработка технологии плавания на солнечной энергии отстает от разработки технологии ионного ракетного двигателя[142], именно последний может подтолкнуть нас к первым полетам на кометы. В будущих межпланетных путешествиях будут иметь значение оба механизма движения. Но в долгосрочной перспективе, я считаю, полеты на солнечной энергии будут превалировать. Возможно, в начале XXI столетия будут проводиться межпланетные регаты между Землей и Марсом.

Марсоходы. До миссии «Викинг» ни одному земному космическому кораблю не удавалось осуществить посадку на Марс. Советский Союз предпринял несколько неудачных попыток, из которых по крайней мере одна была довольно загадочной и, возможно, объяснялась опасностями марсианской окружающей среды[143]. Так что и «Викинг-1», и «Викинг-2» после многочисленных попыток успешно сели в два самых скучных места, которые мы могли найти на марсианской поверхности. Стереокамеры спускаемого аппарата показали далекие долины и другие недоступные виды. Орбитальные камеры продемонстрировали необычно разнообразный и многообещающий с геологической точки зрения ландшафт, который с помощью стационарного спускаемого аппарата «Викинга» изучить вблизи было невозможно. Дальнейшее исследование Марса, и геологическое, и биологическое, требует вездеходов, способных приземлиться в безопасных, но однообразных местах и пройти сотни или тысячи километров до интересных мест. Такой вездеход был бы способен каждый день перемещаться на значительные расстояния и постоянно делать фотографии новых пейзажей, новых явлений и, скорее всего, удивительных открытий на Марсе. Его ценность была бы еще выше, если бы он действовал совместно с полярным орбитальным зондом, который рисовал геохимическую карту планеты, или с автоматическим летательным аппаратом, который фотографировал поверхность с небольшой высоты.

Посадочный модуль на Титан. Титан – самый большой спутник Сатурна и самый большой спутник в Солнечной системе (см. главу 13). Он примечателен тем, что его атмосфера плотнее атмосферы Марса и он, вероятно, покрыт слоем коричневатых облаков, состоящих из органических молекул. В отличие от Юпитера и Сатурна, его поверхность позволяет нам высадиться на ней, и его глубокая атмосфера не настолько горячая, чтобы уничтожить органические молекулы. Спуск на Титан, вероятно, будет частью миссии выхода на орбиту Сатурна, которая также может включать вхождение в атмосферу Сатурна.

Радиолокационная станция с формированием изображения на орбите Венеры. Советские миссии «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые снятые вблизи фотографии поверхности Венеры. Из-за постоянной пелены облаков характер поверхности Венеры не виден в оптические телескопы, установленные на Земле. Однако радиолокатор, расположенный на Земле, и радиолокационная система на малом летательном аппарате орбитальной станции «Пионер-Венера» сейчас начали отображать поверхность Венеры, где обнаружились горы, кратеры и вулканы, а также необычная морфология. Предложенная радиолокационная станция с формированием изображения на орбите Венеры давала бы радиолокационные изображения Венеры от полюса к полюсу с гораздо большим разрешением, чем можно получить с поверхности Земли. На их основе можно было бы провести предварительное исследование поверхности Венеры, сравнимое с тем, что было сделано для Марса в 1971–1972 гг. «Маринером-9».

Солнечный зонд – автоматический космический аппарат для исследования Солнца. Солнце – ближайшая звезда, единственная, которую мы могли бы изучить вблизи, по крайней мере в течение следующих десятилетий. Приближение к Солнцу представляет огромный интерес, это позволило бы нам лучше понять его воздействие на Землю, а также проверить такую теорию гравитации, как общая теория относительности Эйнштейна. Послать зонд к Солнцу затруднительно по двум причинам: из-за энергии, требуемой для сопротивления движению Земли (и зонда) вокруг Солнца, чтобы он мог упасть на него, и из-за невыносимого нагрева при приближении зонда к Солнцу. Первую проблему можно решить, запустив летательный аппарат на Юпитер, а затем использовать гравитацию Юпитера, чтобы запустить его к Солнцу. Поскольку на орбиту Юпитера заходит много астероидов, такая миссия была бы полезна и для изучения астероидов. Решение второй проблемы, на первый взгляд наивное, – лететь к Солнцу ночью. Разумеется, ночь на нашей планете наступает тогда, когда само тело Земли оказывается между наблюдателем и Солнцем. Это верно и для солнечного зонда. Некоторые астероиды подходят к Солнцу довольно близко. Солнечный зонд мог бы приблизиться к Солнцу в тени освещаемого Солнцем астероида (одновременно проводя исследование и этого астероида). Рядом с точкой максимального сближения астероида с Солнцем зонд вышел бы из тени и, наполненный жидкостью, которая устойчива к нагреванию, погрузился бы насколько возможно в атмосферу Солнца, пока не растаял бы и не испарился и атомы с Земли добавились бы к ближайшей звезде.

Пилотируемые миссии. Как правило, пилотируемая миссия обходится в 50–100 раз дороже, чем подобная автоматическая миссия. Так что чисто для научных исследований предпочтительны автоматические миссии, в которых используется искусственный интеллект. Однако для исследования космоса могут быть и другие причины – социальные, экономические, политические, культурные или исторические. Пилотируемые миссии, о которых говорят наиболее часто, – это космические станции на околоземной орбите (и, возможно, предназначенные для того, чтобы аккумулировать солнечный свет и передавать его в виде микроволновых лучей вниз на Землю, которая нуждается в энергии) и постоянная лунная база. Также обсуждаются грандиозные планы строительства космических городов на земной орбите из материалов, добытых на Луне или на астероидах. Стоимость транспортировки материалов с таких планет с низкой гравитацией, как Луна или астероиды, на орбиту Земли гораздо меньше стоимости транспортировки тех же материалов с нашей планеты, обладающей высокой гравитацией. Такие космические города могут в конечном счете стать самораспространяющимися: они сами будут строить новые. Стоимость таких больших пилотируемых станций еще точно не оценили, но, по-видимому, все они – так же как пилотируемая миссия на Марс – будут стоить в пределах 100–200 млрд долларов. Возможно, такие планы однажды реализуются: они имеют большие перспективы и историческое значение. Но тех из нас, которые годами боролись за то, чтобы организовать космические миссии, стоящие менее одного процента от этих сумм, можно простить за сомнения насчет того, будут ли выделены требуемые фонды и оправданы ли такие расходы для общества.

Тем не менее можно организовать важную экспедицию, которая будет стоить существенно меньше и подготовит почву для всех этих пилотируемых предприятий, – экспедицию на углеродный астероид, орбита которого пересекает орбиту Земли. Астероиды летают в основном между орбитами Марса и Юпитера. Но траектории некоторых пересекают орбиту Земли и время от времени пролетают в нескольких миллионах километров от Земли. Многие астероиды, главным образом углеродные, – с большим количеством органических веществ и химически связанной воды. Считается, что органическое вещество образовалось из сжатого межзвездного газа и пыли на очень ранних стадиях образования Солнечной системы, около 4,6 млрд лет назад, и их изучение и сравнение с образцами кометы представляет большой научный интерес. Я не считаю, что материалы из углеродного астероида нужно оценивать так же, как лунные образцы, которые доставил «Аполлон», – как «всего лишь» камни. Более того, пилотируемый спуск на такой объект послужил бы отличной подготовкой к возможному использованию ресурсов в космосе. И, наконец, посадка на такой объект была бы развлечением: благодаря тому, что гравитационное поле настолько слабое, астронавт мог бы прыгать в высоту на десять километров. Эти объекты, пересекающие орбиту Земли, которых открывают все больше, называются (название было выбрано задолго до пилотируемых космических полетов) «объектами группы Аполлона». Они могли быть высохшими ядрами комет, а могли и не быть. Но каким бы ни было их происхождение, они представляют большой интерес. На некоторые из них, по сравнению с другими космическими объектами, людям легче всего добраться, используя только технологию шаттла, которая будет доступна через несколько лет.

Те миссии, которые я описал, не выходят за пределы наших технических возможностей и не требуют от НАСА гораздо бо́льших расходов, чем текущий бюджет. Они представляют интерес и для науки, и для общества, которые очень часто имеют общие цели. Если бы такая программа была реализована, мы бы предварительно исследовали все планеты и большинство спутников от Меркурия до Урана, взяли бы образцы астероидов и комет и обнаружили бы границы и содержимое того пространства в космосе, которое нам доступно. Как напоминает нам открытие колец вокруг Урана, главные и неожиданные открытия еще впереди. Такая программа позволила бы нам также сделать первые неуверенные шаги в освоении Солнечной системы, добывать природные богатства на других планетах, обустроить космос для проживания человека и, наконец, преобразовать окружающую среду других планет так, чтобы люди могли жить там с минимальным дискомфортом. Люди станут мультипланетным видом.

Переходный характер этих нескольких десятилетий очевиден. Если мы не уничтожим себя, ясно, что человечество никогда не будет вновь ограничено одним миром. В конечном счете благодаря существованию городов в космосе и присутствию человеческих колоний на других планетах человеку будет намного сложнее себя уничтожить. Очевидно, что мы вошли, почти не заметив этого, в золотой век планетных исследований. Как во многих похожих случаях в человеческой истории, открытие горизонтов посредством исследований сопровождается открытием художественных и культурных горизонтов. Я не представляю, чтобы многие люди в XV столетии даже задумывались о том, что они живут в эпоху итальянского Возрождения. Но открывающиеся перспективы, воодушевление, обнаружение новых способов мышления, техническое развитие, заграничные товары и депровинциализация той эпохи были заметны мыслящим людям. Сегодня у нас есть способности, и средства, и – я очень надеюсь – желание добиться чего-то подобного. Впервые в человеческой истории во власти нынешнего поколения расширить наше присутствие на других планетах Солнечной системы, предвкушая их чудеса и желая узнать, чему они нас научат.

Большую часть человеческой истории мы могли путешествовать лишь с той скоростью, которую были способны развить наши ноги, – только несколько километров в час. Люди совершали великие путешествия, но очень медленно. Например, 20 000 или 30 000 лет назад люди пересекли Берингов пролив и впервые вступили на земли Америки, постепенно продвигаясь вниз до самой южной точки Южной Америки, к Огненной Земле, где Чарльз Дарвин встретил их во время памятного путешествия на корабле Его Величества «Бигль». Согласованный и целенаправленный пеший переход группы людей от проливов между Азией и Аляской до Огненной Земли мог занять несколько лет, а для распространения человеческой популяции так далеко на юг потребовалось, возможно, несколько тысяч лет.

Поначалу путешествовать быстрее, как напоминает нам жалоба трески, требовалось для того, чтобы избежать врагов и хищников или, наоборот, преследовать врагов и добычу. Несколько тысяч лет назад было сделано выдающееся открытие: лошадь можно приручить и объездить. Идея очень эксцентричная, поскольку лошадь эволюционировала не для того, чтобы люди на ней ездили. Если посмотреть на это объективно, это не разумнее, чем, скажем, осьминог верхом на морском окуне. Но это сработало и – особенно после изобретения колеса и колесницы – транспортных средств, в которые впрягали лошадь – в течение тысячелетий представляло собой самую передовую транспортную технологию, доступную человеку. С помощью лошади можно путешествовать со скоростью 16 или, возможно, даже 30 км/ч.

Мы перестали использовать лошадь только недавно – недаром при оценке двигателя автомобиля употребляется термин «лошадиная сила». Мощность двигателя, составляющая 375 лошадиных сил, строго говоря, не равна силе тяги 375 лошадей. Упряжка из 375 лошадей смотрелась бы очень зрелищно. По пять лошадей в каждом ряду упряжка бы растянулась на 300 м в длину и была бы удивительно неповоротливой. На многих дорогах кучер не видел бы передний ряд лошадей. И, конечно, 375 лошадей не путешествуют в 375 раза быстрее одной лошади. Даже с огромными упряжками лошадей скорость перемещения была только раз в десять быстрее, чем скорость нашей ходьбы.

Так что изменения, произошедшие в транспортных технологиях за последнее столетие, поражают. Мы, люди, рассчитывали на свои ноги миллионы лет, на лошадей – тысячи, на двигатель внутреннего сгорания – меньше сотни и на ракеты для перемещения – несколько десятилетий. Но эти продукты человеческого изобретательского гения позволили нам путешествовать по суше и по воде в 100 раз быстрее, чем мы можем ходить, по воздуху – в 1000 раз быстрее и в космосе – более чем в 10 000 раз.

Раньше скорость передачи сообщений была такой же, как скорость перемещения. В раннем периоде нашей истории существовало несколько методов быстрой связи: например, сигнальные флаги, или дымовые сигналы, или даже одна-две попытки передачи сигналов с помощью зеркал, которые использовались, чтобы отразить солнечный или лунный свет с одной сигнальной башни на другую. Известие о том, что крепость Дьёр отвоевана венгерской армией у турков, видимо, было передано габсбургскому императору Рудольфу II посредством подобного устройства: «лунного телеграфа», изобретенного английским астрологом Джоном Ди, который, по-видимому, состоял из десяти ретрансляционных станций, расположенных с промежутками в 40 км между Дьёром и Прагой. Но за несколькими исключениями, эти методы оказались практически нецелесообразными, и передача сообщений осуществлялась не быстрее перемещения человека или лошади. Сейчас это не так. Связь по телефону и радио происходит со скоростью света – 300 000 км/с, или около 1 млрд км/ч. Это не просто одно из последних достижений – это последнее достижение. Насколько мы знаем из специальной теории относительности Эйнштейна, Вселенная создана таким образом (по крайней мере, вокруг нас), что никакой материальный объект и никакая информация не могут быть переданы быстрее скорости света. Это не инженерный барьер, как так называемый звуковой барьер, а фундаментальное космическое ограничение скорости, встроенное глубоко в структуру природы. Все же миллиард километров в час – это достаточно быстро для большинства практических целей.

Примечательно, что в области технологий средств связи мы уже достигли этого конечного предела и адаптировались к нему. Сейчас уже никого не удивляет скорость передачи сигнала при обычном междугороднем телефонном разговоре. Мы воспринимаем это почти мгновенное средство связи как должное. Но в транспортных технологиях, пока мы не достигли скорости, которая бы приближалась к скорости света, мы сталкиваемся с другими ограничениями – физиологическими и технологическими.

Наша планета вращается. Когда на одной стороне Земли полдень, на другой – глухая ночь. Землю поэтому для удобства разделили на двадцать четыре часовых пояса более или менее равной ширины, которые образовали полосы долготы по всей планете. Если мы летим очень быстро, создается ситуация, к которой наш мозг может приспособиться, но нашему телу очень сложно вынести. Сегодня обычное дело летать на относительно короткие расстояния на запад и прибывать до времени нашего отправления: например, когда полет между двумя местами, разделенными одним часовым поясом, занимает у нас меньше часа. Когда я вылетаю девятичасовым вечерним рейсом в Лондон, там уже завтра. Когда я прилетаю спустя пять или шесть часов полета, для меня ночь, а в месте назначения – начало рабочего дня. Мое тело чувствует, что что-то не так, мои циркадные ритмы нарушаются, и, чтобы приспособиться к английскому времени, у меня уходит несколько дней. Полет из Нью-Йорка в Нью-Дели в этом отношении даже более утомительный.

Интересно, что два из самых одаренных и изобретательных писателей-фантастов XX столетия – Айзек Азимов и Рэй Брэдбери – отказываются летать. Их ум готов к межпланетному и межзвездному космическому полету, а тело сопротивляется полету в самолете DC-3. Скорость изменения транспортных технологий просто слишком велика для многих из нас, и мы не успеваем к ней приспособиться.

Гораздо более необычные возможности сейчас применяются на практике. Земля поворачивается вокруг своей оси раз в сутки. Длина окружности Земли составляет 40 233 км. Таким образом, если бы мы могли путешествовать со скоростью 40 233 / 24 = 1676 км/ч, мы могли бы просто компенсировать вращение Земли, и, двигаясь на запад на закате, могли бы видеть закат в течение всего путешествия, даже если бы облетели всю планету. (На самом деле, пока мы путешествовали бы на запад, пересекая часовые пояса, у нас бы также сохранялось то же местное время, а когда мы пересекли бы черту смены даты, мы бы резко нырнули в завтра.) Но 1676 км/ч – это почти в два раза больше скорости звука, и по всему миру существуют десятки видов самолетов, главным образом военных, которые способны развить такие скорости[145].

Некоторые коммерческие самолеты, такие как англо-французский «Конкорд», обладают похожими возможностями. Вопрос, я считаю, надо ставить не «можем ли мы перемещаться быстрее?», а «должны ли?». Были выражены опасения, некоторые из них, по моему мнению, довольно оправданные, по поводу того, могут ли удобства, которые обеспечивают сверхзвуковые виды транспорта, компенсировать их общую стоимость и воздействие на экологию.

Большинство требований по поводу высокоскоростного сообщения на дальние расстояния исходит от бизнесменов и правительственных чиновников, которым нужно проводить конференции с их партнерами в других штатах или странах. Но в действительности речь здесь идет не о передаче материи, а о передаче информации. Я думаю, необходимость в высокоскоростном транспорте отпала бы, если существующие технологии в области средств связи использовались бы лучше. Я много раз участвовал во встречах на правительственном уровне или частных встречах, на которых присутствовало, скажем, двадцать участников, каждому из которых, только чтобы посетить эту встречу, было выделено по 500 долларов на транспорт и проживание – следовательно, ее стоимость составила 10 000 долларов, просто чтобы собрать участников вместе. Но все, чем обмениваются участники, – это информация. Видеофоны, выделенные телефонные линии и факсимильная аппаратура, передающие бумажные копии записей и диаграмм, я считаю, справились бы не хуже или даже лучше. На такой встрече нет ни одной важной функции – включая разговоры участников «в коридоре», – которую нельзя было бы выполнить дешевле и как минимум с равными удобствами с помощью коммуникационных, а не транспортных технологий.

Безусловно, некоторые усовершенствования кажутся мне многообещающими и желательными: вертикальный взлет и посадка самолета необходимы в изолированных и отдаленных регионах для оказания неотложной медицинской помощи или в других чрезвычайных ситуациях. Но последние достижения в транспортных технологиях, которые меня больше всего привлекают, – это резиновые ласты для подводного плавания с трубкой и аквалангом и дельтапланы. Эти технические достижения больше в духе Леонардо да Винчи, который в XV столетии предпринял первую в истории человечества серьезную техническую попытку полета; они позволяют каждому человеку с небольшой корректировкой его собственных возможностей освоить – на скорости, которая также приводит в восторг – совершенно другую среду.

Запасы ископаемого топлива истощаются, и я думаю, что автомобили, оснащенные двигателем внутреннего сгорания, скорее всего, будут с нами самое большее еще несколько десятилетий. Транспорт будущего просто должен быть другим. Мы можем представить довольно удобные и передвигающиеся с достаточно высокой скоростью наземные транспортные средства – паровые, на солнечной энергии, на топливном элементе или электрические, – не загрязняющие окружающую среду и применяющие технологии, без проблем доступные пользователю.

Многие ответственные медицинские эксперты озабочены тем, что люди здесь, на Западе – даже в развивающихся странах – все больше и больше становятся малоподвижными. При вождении автомобиля задействуется очень мало мышц. Отказ от автомобиля имеет много преимуществ, если смотреть в долгосрочной перспективе, одно из которых – возвращение к старейшему способу передвижения – ходьбе и велосипеду, которые во многих отношениях замечательнее всего.

Мне легко представляется здоровое и стабильное общество, в котором люди будут преимущественно ходить пешком и ездить на велосипеде, будут широко распространены не загрязняющие окружающую среду низкоскоростные машины и рельсовый общественный транспорт, а самые мощные транспортные средства обычными людьми будут использоваться относительно редко. Единственное применение транспортной технологии, которое требует самых передовых достижений, – это космические полеты. Непосредственная практическая польза, научные знания и захватывающие исследования, которые дают беспилотные космические полеты, производят сильное впечатление, и в последующие десятилетия я ожидаю увеличения числа запусков космических аппаратов многими нациями, где использовались бы более модернизированные транспортные средства, описанные в предыдущей главе. Были предложены и находятся в какой-то степени в разработке проекты ядерного электроракетного двигателя, полетов на солнечной энергии и ионного ракетного двигателя. Поскольку через несколько десятилетий будут спроектированы термоядерные электростанции для применения на Земле, одновременно должны разрабатываться термоядерные ракетные двигатели.

Силы тяготения планет уже используются, чтобы развивать скорости, которые иначе недоступны. «Маринер-10» достиг Меркурия только потому, что он летел так близко к Венере, что гравитация Венеры обеспечила значительное изменение скорости. И «Пионер-10» был поднят на орбиту, которая вынесет его за пределы Солнечной системы, только благодаря прохождению неподалеку от гигантской планеты Юпитер. Можно сказать, что «Пионер-10», и «Пионер-11», и «Вояджер-1», и «Вояджер-2» – наши самые передовые транспортные системы. Они покидают Солнечную систему со скоростью около 70 000 км/ч, неся сообщения любому, кто может перехватить их там, в темноте ночного неба, сообщения от людей Земли, которые совсем недавно могли путешествовать лишь со скоростью нескольких километров в час.

Ленивое послеполуденное время прекрасного осеннего дня в Новой Англии. Примерно через две с половиной недели наступит 1 января 1900 г., и в твоем дневнике, в который ты записываешь события и мысли своей юной жизни, больше никогда не будет даты 18… Тебе только что исполнилось семнадцать. Тебе не терпится стать второкурсником в колледже, но сейчас ты дома, отчасти потому что твоя мать серьезно больна туберкулезом и отчасти из-за своих собственных хронических болей в желудке. Ты умен, явно склонен к наукам, но никто не замечал у тебя особого таланта. Ты беспечно осматриваешь окрестности Новой Англии, взобравшись на ветку высокой старой вишни, когда внезапно в твою голову приходит идея – всепоглощающее и захватывающее предвидение того, что полет на Марс возможен в реальности, а не в фантазиях.

Когда ты спускаешься с вишни, ты знаешь, что ты уже не тот мальчик, кем был, когда забирался на нее. Твой жизненный путь ясно предстает перед тобой, и последующие сорок пять лет ты остаешься верен своему призванию. Тебя ошеломили перспективы полета на другие планеты. Ты глубоко тронут и поражен виде́нием на вишне. В следующем году, на годовщину этого видения, ты снова забираешься на дерево, чтобы насладиться радостью и значимостью этого события; и впоследствии ты все время делаешь запись в своем дневнике, называя годовщину этого события Годовщиной – каждое 19 октября, вплоть до твоей смерти в середине 40-х гг. ХХ в. К тому времени твои теоретические идеи и практические инновации, по сути, разрешили все технологические препятствия к осуществлению межпланетного полета.

Через четыре года после твоей смерти ракета «Вак-Капрал» (WAC Corporal)[147], закрепленная на носу «Фау-2»[148], успешно запущена на высоту 400 км для всех практических целей на пороге космоса. Все главные идеи элементов конструкции «Вак-Капрал» и «Фау-2» и сама концепция многоступенчатости ракет разработана тобой. Четверть столетия спустя автоматические космические аппараты будут запущены на все планеты, известные древнему человеку, дюжина человек высадится на Луну и два исключительно компактных космических зонда, названных «Викинг», полетят на Марс, чтобы впервые попытаться найти жизнь на этой планете.

Роберт Годдард никогда не сомневался и не отступался от решения, которое он принял на вишне на ферме своей двоюродной бабушки Царины в Вустере, штат Массачусетс. Хотя были и другие, которые имели подобные виде́ния – особенно Константин Эдуардович Циолковский из России, – Годдард сочетал в себе преданность идее и блестящий технический ум. Он изучал физику, потому что она была ему нужна, чтобы попасть на Марс. Много лет он был преподавателем физики и деканом физического факультета в Университете Кларка в своем родном городе Вустере.

Читая записи Роберта Годдарда, я поражаюсь, какими мощными были его исследовательские и научные мотивации и как сильно могут влиять размышления – даже ошибочные – на формирование будущего. В начале ХХ столетия на интересы Годдарда сильнейшим образом повлияла идея жизни на других планетах. Его заинтриговали заявления У. Пикеринга из Обсерватории Гарвардского колледжа о том, что Луна имеет видимую атмосферу, активный вулканизм, изменчивые замерзшие участки и даже меняющиеся темные отметины, которые Пикеринг объяснял по-разному – как рост растений или даже как миграцию огромных насекомых по дну кратера Эратосфен. Годдард увлекся научной фантастикой Г. Уэллса и Гарретта Сервисса, особенно «Эдисоновским завоеванием Марса» (Edison’s Conquest of Mars)[149] последнего, которое, как писал Годдард, «захватило мое воображение». Он с удовольствием посещал лекции Персиваля Лоуэлла[150], который был убежденным сторонником предположения, что разумные существа населяют планету Марс. И все же, несмотря на это, хотя подобные идеи занимали его воображение, Годдард сумел сохранить скептицизм, очень редкий среди молодых людей, у которых случаются межпланетные прозрения высоко в ветвях вишни: «Действительные условия могут сильно отличаться… от тех, которые предполагает профессор Пикеринг… Единственное средство от заблуждений, коротко говоря, – не принимать ничего как должное».

2 января 1902 г., как мы знаем из записей Годдарда, он написал эссе на тему «Обитаемость других миров» (The Habitability of Other Worlds). Его не нашли среди работ Годдарда, что представляется мне большой потерей, поскольку мы могли бы лучше понять, какое значение Годдард придавал поиску внеземной жизни[151].

Сразу после защиты докторской диссертации Годдард успешно находил экспериментальные подтверждения своих идей, касающихся полета ракет на твердом и жидком топливе. В этом его поддерживали главным образом два человека: Чарльз Аббот и Джордж Хейл. Аббот был тогда молодым ученым в Смитсоновском институте, секретарем которого он стал впоследствии, – необычное назначение, благодаря которому его до сих пор помнят как ответственное должностное лицо этой организации. Хейл в то время был движущей силой американской наблюдательной астрономии: он основал Йеркскую, Маунт-Вилсоновскую и Паломарскую обсерватории, в каждой из которых находился самый большой для своего времени телескоп.

И Аббот, и Хейл изучали физику Солнца, и понятно, почему обоих заинтересовало видение юного Годдарда, в котором ракета свободно плывет над покровом атмосферы Земли, там, где можно беспрепятственно наблюдать Солнце и звезды. Но Годдард воспарил намного выше этого дерзкого видения. Он говорил и писал об экспериментах по анализу состава и циркуляции верхних слоев атмосферы Земли, о наблюдениях за Солнцем и звездами над атмосферой Земли с использованием гамма-лучей и ультрафиолета. Он представлял космический корабль, проходящий на высоте 1600 км над поверхностью Марса – по любопытному историческому совпадению как раз низшая точка орбит космических аппаратов «Маринер-9» и «Викинг». Годдард вычислил, что телескоп соответствующих размеров в такой точке наблюдения сможет сфотографировать объекты на поверхности Красной планеты порядка десятков метров в диаметре – а это как раз разрешение орбитальных камер «Викинга». Он представлял медленный межзвездный полет именно с такими масштабами скорости и времени, как у космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» – наших первых межзвездных разведчиков.

Дух Годдарда воспарил еще выше. Он представлял – не случайно, а вполне серьезно – космический корабль на солнечной энергии и, в то время, когда любое практическое применение ядерной энергии публично высмеивалось, ядерный двигатель для космического корабля, путешествующего на огромные межзвездные расстояния. Годдард представлял отдаленное будущее, когда Солнце станет холодным, а Солнечная система – необитаемой, когда наши далекие потомки снарядят пилотируемый межзвездный комический корабль, чтобы посетить звезды – не просто ближайшие звезды, а также дальние звездные скопления в галактике Млечный Путь. Он не мог представить релятивистский космический полет, поэтому придумал метод временного прекращения жизненных функций – анабиоза – для команды корабля или – еще более изобретательно – способ посылать генетический материал людей, который бы автоматически, в какое-то очень отдаленное время, можно было бы рекомбинировать и произвести новое поколение людей.

«В каждую экспедицию, – писал он, – нужно брать все знания, литературу, искусство (в сжатой форме) и описание инструментов, устройств и процессов в как можно более сконденсированной, легкой и прочной форме, чтобы новая цивилизация могла начать с того, на чем остановилась старая. Эти последние размышления под названием «Последняя миграция» были запечатаны в конверт с инструкцией «читать только оптимистам». И им он, безусловно, и был – не безудержным оптимистом, который предпочитает игнорировать проблемы и зло наших времен, как Полианна[152], а человеком, стремящимся улучшать условия человеческой жизни и создавать широкие перспективы для будущего нашего вида.

Увлеченность Годдарда Марсом никогда не выходила за рамки здравого смысла. После своего первого экспериментального успеха его убедили написать пресс-релиз с подробностями запуска и его значения для будущего. Он хотел обсудить космический полет на Марс, но его переубедили, потому что это казалось слишком фантастичным. В качестве компромисса он говорил о том, чтобы послать некоторое количество магниевого порошка, который бы вызвал яркую вспышку на Луне при посадке. Это породило сенсацию в прессе. Впоследствии Годдарда многие годы пренебрежительно называли Лунным человеком, и его отношения с прессой всегда были сложными. (Редакция газеты The New York Times, которая критиковала Годдарда за то, что он «забыл», что ракета не будет двигаться в космическом вакууме, потому что ей не от чего будет отталкиваться, возможно, тоже внесла свой вклад. Газета The New York Times обнаружила третий закон движения Ньютона и признала свою ошибку только в эпоху «Аполлона».) Годдард размышлял: «С того дня в умах общественности всему был подведен итог словами «лунная ракета»; и таким образом получилось, что, пытаясь свести сенсацию к минимуму, я наделал больше шума, чем если бы я обсуждал полет на Марс, который бы представители прессы, вероятно, посчитали нелепым и, несомненно, никогда бы не упоминали».

В дневниках Годдарда нет психологических идей. Это не было в духе тех времен, в которые он жил, или было, но лишь в незначительной степени[153]. Но есть запись в дневниках Годдарда, которая может быть только вспышкой горького самопрозрения: «Бог жалеет человека одной мечты». Это точно можно сказать о Годдарде. Он с радостью наблюдал прогресс в ракетных технологиях, но, должно быть, он шел мучительно медленно. Осталось так много писем от Аббота, который настаивал на более быстром продвижении, и так много ответов Годдарда, ссылающегося на практические препятствия. Годдард так и не дожил до начала ракетной астрономии и высотной метеорологии, тем более полетов на Луну или планеты.

Но все эти вещи, очевидно, происходят благодаря техническим плодам гения Годдарда. 19 октября 1976 г. была 77-летняя годовщина марсианского виде́ния Роберта Годдарда. В этот день на Марсе находилось два функционирующих орбитальных зонда и два работающих спускаемых аппарата, космическая станция «Викинг», чье происхождение можно с полной уверенностью проследить, вернувшись назад, к мальчику на вишневом дереве в Новой Англии осенью 1899 г. Среди многих других целей у «Викинга» была задача проверить вероятность жизни на Марсе – перспектива, которая служила столь мощной мотивацией для Годдарда так много лет назад. Любопытно, что мы все еще не уверены в том, что́ означают результаты биологических исследований, проведенных «Викингом». Некоторые считают, что микробы могли быть обнаружены, другие считают, что это невероятно. Ясно, что потребуется основная программа будущего исследования Марса, чтобы только понять, на каком этапе космической эволюции находится этот соседствующий с нами мир и какова его связь с тем этапом развития, на котором находится наша планета.

С самых ранних стадий ракетные технологии развивались благодаря интересу к жизни на других планетах. И сейчас, когда мы приземлились на Марс, получили заманчивые и загадочные биологические результаты, последующие миссии (включающие вездеходы и возвращаемые аппараты для доставки контейнеров с образцами), в свою очередь, требуют дальнейшего развития космических технологий – причинно-следственная связь, которую, я думаю, Годдард бы оценил.

До относительно недавнего времени у астрономии был серьезный недостаток и примечательная особенность: она была единственной абсолютно не экспериментальной наукой. Все объекты исследования находились там, наверху, а мы с нашими приборами пребывали здесь, внизу.

Никакая другая наука не была так серьезно ограничена. В физике и химии, разумеется, все изобретается на наковальне эксперимента, и те, кто сомневается в полученном заключении, вольны выполнить широкий ряд других манипуляций с материей и энергией в попытке получить опровержение или альтернативные объяснения. Специалисты по эволюционной биологии, даже очень терпеливые, не могут себе позволить ждать несколько миллионов лет, пока один вид эволюционирует в другой. Но эксперименты с общими последовательностями аминокислот, структурой ферментов, с кодами, записанными в молекулах нуклеиновой кислоты, с окрашиванием (бэндингом) хромосом, позволяющим выявить комплекс специфических для каждой хромосомы поперечных меток (полос, бэндов), а также опыты по анатомии, физиологии и поведению подтверждают тот факт, что эволюция имела место, и ясно показывают, какие группы растений и животных (в том числе и человек) связаны с другими (например, большими обезьянами).

Правда, геофизики, изучая глубокие внутренние слои Земли, не могут добраться до границы Вихерта между ядром и мантией или (пока что) до границы Мохоровичича между мантией и корой. Но батолиты[154], вышедшие из глубоких внутренних слоев, можно повсеместно найти на поверхности и изучить. Геофизики основываются главным образом на сейсмических данных, и в этом, как и астрономы, они не могут принудить природу, а вынуждены ждать ее даров: например, сейсмического события на другой стороне Земли, так чтобы один из двух расположенных рядом сейсмометров попал в сейсмическую «тень» ядра Земли, а другой – нет. Но нетерпеливые сейсмологи могут и инициируют собственные химические и ядерные взрывы, чтобы звонить в Землю, как в колокол. И недавно получены интригующие результаты, указывающие на то, что может существовать возможность включать и выключать землетрясения. Геологи, которые не склонны получать выводы логическим путем, всегда могут перейти к полевым наблюдениям и изучать современные процессы эрозии. Но точного астрономического эквивалента геолога, занимающегося поисками твердых полезных ископаемых, раньше не было.

Мы были ограничены электромагнитным излучением, отраженным и испускаемым астрономическими объектами. Мы не могли изучать обломки звезд или планет[155] в наших лабораториях или полететь на такие объекты, чтобы исследовать их in situ[156]. Пассивные наблюдения с поверхности Земли снабдили нас незначительным количеством вразумительных данных по астрономическим объектам. Наше положение было гораздо хуже, чем у шести слепых людей из притчи, исследующих природу слона. Это было больше похоже на одинокого слепого в зоопарке. Мы стояли там столетиями, оглаживая заднюю левую ногу. Неудивительно, что мы не обнаружили бивни и не заметили, что нога принадлежала вовсе не слону. Если по чистой случайности оказывалось, что линия прямой видимости двойной звезды лежит в ее орбитальной плоскости, мы видели ее затмения, иначе – нет. Мы не могли переместиться в то положение в космосе, с которого можно было наблюдать затмения. Если бы мы наблюдали за галактикой, когда взрывалась сверхновая, мы могли бы изучить ее спектр, иначе – нет. Мы не имеем возможности выполнять эксперименты по взрывам сверхновой – и слава богу. Мы не могли изучать в лаборатории электрические, тепловые, минералогические и химические свойства лунной поверхности. Мы могли делать выводы, основываясь только на отраженном видимом свете, инфракрасных и радиоволнах, испускаемых Луной, а также на редких естественных экспериментах, таких как солнечные и лунные затмения.

Но все это постепенно меняется. У астрономов, проводящих исследования с Земли, теперь есть, по крайней мере для ближних объектов, экспериментальный инструмент: радиолокационная астрономия. Для нашего удобства мы можем выбрать частоту, поляризацию, полосу пропускания и длительность импульса, послать к ближайшему спутнику или планете коротковолновый радиоимпульс и изучить вернувшийся сигнал. Мы можем подождать, пока объект будет вращаться под лучом, и облучить какое-то другое место на его поверхности. Радиолокационная астрономия позволила сделать массу новых выводов о периодах вращения Венеры и Меркурия и связанных с ними проблемах приливной эволюции Солнечной системы, о кратерах Венеры, раздробленной поверхности Луны, возвышенностях Марса и размере и составе частиц в кольцах Сатурна. И радиолокационная астрономия только начинает развиваться. Мы все еще ограничены малыми высотами, а для изучения внешней Солнечной системы – полушариями, повернутыми к Солнцу. Но с новым покрытием радиотелескопа Аресибо Национального центра астрономии и ионосферы в Пуэрто-Рико мы сможем составить карту поверхности Венеры с разрешением 1 км – лучше, чем самое высокое разрешение фотографий лунной поверхности, отснятых с Земли, – и получить много новой информации об астероидах, Галилеевых спутниках Юпитера и кольцах Сатурна. Впервые мы ощупываем космические объекты, электромагнитно осязаем Солнечную систему.

Гораздо более мощный метод экспериментальной (в противоположность наблюдательной) астрономии – космические исследования. Сейчас мы можем путешествовать в магнитосферы[157] и атмосферы планет. Мы можем приземляться и странствовать по их поверхности. Мы можем брать образцы прямо из межпланетной среды. Наши первые предварительные шаги в космос показали нам широкий ряд явлений, о существовании которых мы никогда и не знали: радиационный пояс Ван Аллена[158], удерживающий проникшие в магнитосферу Земли заряженные частицы, области концентрации массы под круглыми морями Луны, извилистые каналы и большие вулканы Марса, испещренная кратерами поверхность Фобоса и Деймоса. Но что меня поражает больше всего – что еще до появления космических кораблей астрономы справлялись очень хорошо, хотя они были связаны по рукам и ногам. Интерпретации доступных им наблюдений были замечательными. Космические аппараты – это способ проверки выводов, сделанных астрономами путем умозаключений, метод выяснения, стоит ли верить астрономическим заключениям о самых дальних объектах – настолько далеких, что они абсолютно недоступны для космических аппаратов в ближайшем будущем.

Одним из самых ранних главных спорных вопросов в астрономии был вопрос, что находится в центре Солнечной системы – Земля или Солнце. Взгляды Птолемея и Коперника объясняют видимое движение Луны и планет сравнительно точно. В случае практической задачи прогнозирования положения Луны и планет при взгляде с поверхности Земли не имело значения, какую принять гипотезу. Но философские выводы из геоцентрической и гелиоцентрической гипотезы были совершенно разными. И существовали способы проверки, какая из них верна. По мнению Коперника, Венера и Меркурий должны проходить фазы, как и Луна. По мнению Птолемея, не должны. Когда Галилей, используя один из первых астрономических телескопов, увидел Венеру в фазе полумесяца, он понял, что доказал гипотезу Коперника.

Но космические аппараты обеспечивают непосредственную проверку. Согласно Птолемею, планеты прикреплены к огромным хрустальным сферам. Но, когда «Маринер-2» или «Пионер-10» достигли местоположения предполагаемых хрустальных сфер Птолемея, их движению ничего не препятствовало, более того, акустические и другие микрометеоритные детекторы не зафиксировали даже слабого звона, тем более звука разбитого хрусталя. Такое тестирование сразу же вызывает чувство удовлетворения. В нашей среде вряд ли есть последователи Птолемея. Но могут быть те, кто еще сомневается в том, что у Венеры есть фазы, следуя какой-нибудь видоизмененной геоцентрической гипотезе. Теперь они могут успокоиться.

До изобретения космических аппаратов немецкий астрофизик Людвиг Бирман был заинтригован тем, что в хорошо развитых хвостах комет, проходящих через внутренние части Солнечной системы, явно наблюдалось ускорение отдельных ярких узлов. Бирман показал, что давления солнечного света недостаточно для объяснения наблюдаемого ускорения, и сделал оригинальное предположение, что от Солнца устремляются заряженные частицы, которые при взаимодействии с кометой создают это ускорение. Ну что ж, возможно. Но не может ли это быть вызвано, скажем, химическими взрывами в ядре кометы? Или чем-то другим? Но в ходе первого успешного запуска межпланетного космического зонда «Маринер-2», который проходил мимо Венеры, обнаружилось существование солнечного ветра со скоростями и плотностями электронов как раз того диапазона, который бы потребовался, по подсчетам Бирмана, чтобы ускорить вещество хвоста кометы.

В то же время велись споры о природе солнечного ветра. По мнению Юджина Паркера из Чикагского университета, он был вызван гидродинамическим потоком, исходящим от Солнца, по другому мнению – испарением из высших слоев солнечной атмосферы. По гидродинамическому объяснению, там не должно быть разделения по массе, то есть атомный состав солнечного ветра должен быть такой же, как у Солнца. Но, согласно гипотезе испарения, более легкие атомы преодолевают притяжение Солнца легче, и тяжелые элементы не должны присутствовать в солнечном ветре. Межпланетный космический зонд обнаружил, что соотношение водорода и гелия в солнечном ветре точно такое же, как и на Солнце, и таким образом предоставил убедительные доказательства в пользу гидродинамической гипотезы происхождения солнечного ветра.

По этим примерам из области физики солнечного ветра мы видим, что космические эксперименты позволили вынести решающие суждения о спорных гипотезах. В ретроспективе мы видим, что были астрономы, такие как Бирман и Паркер, которые оказались правы и привели верные доводы. Но были и другие, такие же умные, кто им не верил и мог продолжать не верить, если бы не ключевые космические эксперименты. Примечательно не то, что существовали альтернативные гипотезы, которые, как мы теперь знаем, неверны, а то, что на основе самых скудных имеющихся данных любой мог предугадать правильный ответ – дедуктивным методом, используя интуицию, физику и здравый смысл.

До миссий «Аполлона» самый верхний слой лунной поверхности можно было изучить посредством наблюдений в видимом, инфракрасном и радиодиапазоне во время и лунного, и солнечного затмения и можно было измерить поляризацию солнечного света, отраженного от лунной поверхности. На основе этих наблюдений Томас Голд из Корнельского университета приготовил темный порошок, который в лаборатории очень хорошо воспроизводил наблюдаемые свойства лунной поверхности. Эту «золотую пыль» (Golddust) можно даже купить за скромную цену у компании Edmund Scientific Company. При сравнении невооруженным глазом лунной пыли, добытой астронавтами «Аполлона», и «золотой пыли» видно, что они почти неразличимы. По распределению размеров частиц и электрическим и тепловым свойствам они сходны. Однако их химический состав сильно различается. «Золотая пыль» главным образом состоит из портландского цемента, древесного угля и спрея для волос. Луна имеет менее экзотический состав. Но наблюдаемые лунные свойства, доступные Голду до «Аполлона», не слишком сильно зависели от химического состава лунной поверхности. Он корректно смог сделать вывод о тех свойствах лунной поверхности, которые относились к наблюдениям Луны до 1969 г.

Изучив имеющиеся данные радиолокационного сканирования, мы смогли сделать заключение о высокой температуре и высоком давлении на поверхности Венеры до спуска первого зонда советской «Венеры» в атмосферу планеты и последующих зондов на ее поверхность. Также мы правильно вычислили, что перепады высоты на Марсе составляют 20 км, хотя ошибочно думали, что темные области постоянно встречаются на большой высоте[159].

Возможно, одно из самых интересных противоречий астрономических умозаключений и наблюдений с помощью космических аппаратов связано с магнитосферой Юпитера. В 1955 г. Кеннет Франклин и Бернард Берк тестировали радиотелескоп рядом с Вашингтоном, округ Колумбия, предназначенный для обнаружения галактического радиоизлучения на частоте 22 МГц. Они заметили регулярно повторяющиеся помехи в своих записях, которые, как они поначалу подумали, были вызваны каким-то обычным источником радиошума, таким как неисправная система зажигания на каком-нибудь ближайшем тракторе. Но вскоре они обнаружили, что по времени эти помехи совпадали с прохождением планеты Юпитер через меридиан у них над головой. Они обнаружили, что Юпитер является мощным источником радиоволн декаметрового диапазона.

Впоследствии было обнаружено, что Юпитер также является ярким источником дециметровых волн. Но спектр был очень специфическим. На длинах волн порядка нескольких сантиметров было обнаружено излучение вещества с очень низкими температурами – около 140 K, что сравнимо с оценкой температуры, полученной для Юпитера в инфракрасных лучах. Но на дециметровых волнах – длиной до одного метра – яркостная температура очень быстро поднималось с увеличением длины волны, приближаясь к 100 000 K. Это была слишком высокая температура для теплового излучения – радиоизлучения, которое испускают все объекты, просто потому, что их температура выше абсолютного нуля.

Фрэнк Дрейк, тогда работавший в Национальной радиоастрономической обсерватории, в 1959 г. предположил, что этот спектр указывает на то, что Юпитер является источником синхротронного излучения – излучения, которое заряженные частицы испускают по направлению движения, когда летят со скоростями, близкими к скорости света. На Земле есть синхротроны – это удобные устройства, используемые в ядерной физике для ускорения электронов и протонов до таких высоких скоростей, и именно в синхротронах было впервые в общих чертах изучено такое излучение. Синхротронное излучение поляризованное, и то, что дециметровое излучение Юпитера также поляризовано, послужило дополнительным подтверждением гипотезы Дрейка. Дрейк предположил, что Юпитер окружен широким поясом релятивистских заряженных частиц[160], похожим на радиационный пояс Ван Аллена вокруг Земли, который был тогда только обнаружен. Если это так, область дециметрового излучения должна быть гораздо больше оптического размера Юпитера. Но у обычных радиотелескопов недостаточное угловое разрешение, чтобы различить какую-либо пространственную деталь в той области, где находится Юпитер. Однако радиоинтерферометр может достичь такого разрешения. Весной 1960 г., вскоре после того, как было выдвинуто это предложение, В. Радхакришнан с коллегами в Калифорнийском технологическом институте использовали интерферометр, состоящий из двух антенн диаметром 27,4 м, поставленных на рельсы на расстоянии почти полкилометра друг от друга. Они обнаружили, что область дециметрового излучения вокруг Юпитера была значительно больше, чем оптические размеры Юпитера, подтвердив предположение Дрейка.

Используемый позже радиоинтерферометр с более высоким разрешением показал, что у Юпитера по бокам расположено два симметричных «уха» радиоизлучения с той же общей конфигурацией, как и у радиационных поясов Ван Аллена вокруг Земли. Выстроилась общая картина: на обеих планетах электроны и протоны из солнечного ветра захватываются и ускоряются дипольным магнитным полем планеты и движутся по спиральной траектории вдоль силовой линии магнитного поля планеты, колеблясь между двумя магнитными полюсами. Область радиоизлучения вокруг Юпитера является его магнитосферой. Чем сильнее магнитное поле, тем дальше от планеты будет находиться граница магнитного поля. Вдобавок, если принять во внимание, что наблюдаемый спектр в радиодиапазоне формируется синхротронным излучением, можно определить силу магнитного поля. Ее нельзя определить с высокой точностью, но большинство оценок, сделанных с помощью радиоастрономических методов в конце 1960-х гг. и начале 1970-х гг., лежат в диапазоне от 5 до 30 Гс, что приблизительно в 10–60 раз больше магнитного поля у поверхности Земли на экваторе.

Радхакришнан с коллегами также обнаружили, что поляризация дециметровых волн, исходящих от Юпитера, регулярно изменялась по мере вращения планеты, как будто радиационные пояса Юпитера колебались относительно луча зрения. Они предположили, что причина заключается в 9-градусном наклоне между осью вращения и магнитной осью планеты – очень похоже на расхождение северного географического и северного магнитного полюсов Земли. Последующие исследования дециметрового и декаметрового излучения, которые проводил Джеймс Уорвик из Университета Колорадо и др., указывали на то, что магнитная ось Юпитера смещена на малую долю радиуса Юпитера от оси вращения, в отличие от Земли, где обе оси пересекаются в центре Земли[161]. Также ученые пришли к выводу, что южный магнитный полюс Юпитера находится в северном полушарии, то есть компас, указывающий на север Юпитера, будет указывать на юг. В этом нет ничего странного. Магнитное поле Земли меняло свое направление много раз в течение своей истории, и считается, что северный магнитный полюс находится в Северном полушарии Земли в настоящее время, только потому, что ученые так решили. На основе интенсивности дециметрового и декаметрового излучения астрономы также вычислили, какие могут быть энергии и потоки электронов и протонов в магнитосфере Юпитера.

Это очень широкий ряд выводов. Но все они теоретические. Вся эта тщательно продуманная суперсистема была протестирована 3 декабря 1973 г., когда космический зонд «Пионер-10» пролетел через магнитосферу Юпитера. На борту были размещены магнитометры, которые измеряли силу и направление магнитного поля в разных точках магнитосферы, и различные детекторы заряженных частиц, которые измеряли энергии и потоки захваченных электронов и протонов. Поразительно, но факт, что практически каждый вывод, сделанный на основе радиоастрономических методов исследования, был в общем и целом подтвержден «Пионером-10» и его преемником «Пионером-11». Экваториальное магнитное поле на поверхности Юпитера составляет около 6 Гс и больше на полюсах. Наклон магнитной оси к оси вращения составляет около 10°. Положение магнитной оси можно описать как явно смещенное на четверть радиуса Юпитера от центра планеты. На расстоянии от Юпитера, большем чем три его радиуса, магнитное поле планеты приблизительно совпадает с магнитным полем диполя; ближе к Юпитеру оно гораздо сложнее, чем оценивалось.

Поток заряженных частиц, уловленный «Пионером-10» вдоль его траектории сквозь магнитосферу, был значительно больше, чем ожидалось, но не настолько, чтобы вывести из строя космический аппарат. «Пионер-10» и «Пионер-11» успешно прошли через магнитосферу Юпитера благодаря везению и точным инженерным расчетам, а не точности магнитосферных теорий, существовавших до запуска «Пионеров».

В общем, синхротронная теория дециметрового излучения Юпитера подтверждена. Все те радиоастрономы знали, что они делают. Сейчас мы можем доверять с гораздо большей уверенностью, чем прежде, выводам, сделанным на основе синхротронной физики и примененным к другим, более далеким и менее доступным космическим объектам, таким как пульсары, квазары или остатки сверхновых. На самом деле, эти теории сейчас можно перепроверить и увеличить их точность. Теоретическая радиоастрономия впервые была проверена экспериментальным путем и успешно прошла эту проверку. Из многих важных открытий, сделанных «Пионером-10» и «Пионером-11», я считаю, это его величайший триумф: оно подтвердило наше понимание важной области космической физики.

Мы все еще многого не понимаем о магнитосфере и радиоизлучениях Юпитера. Свойства декаметровых волн все еще представляют собой загадку. Почему на Юпитере существуют локализованные источники декаметрового излучения, вероятно, размером менее 100 км? Что это за источники излучения? Почему области декаметрового излучения вращаются вокруг планеты с высокой временно́й точностью – до семи значащих цифр, – но не синхронно с периодами вращения видимых объектов в облаках Юпитера? Почему декаметровые вспышки имеют очень сложную (субмиллисекундную) структуру? Почему декаметровые источники коллимированные, то есть не излучают одинаково во всех направлениях? Почему декаметровые источники прерывистые, то есть не «включены» все время?

Эти загадочные свойства декаметрового излучения Юпитера напоминают свойства пульсаров. У типичных пульсаров магнитные поля в триллион раз больше, чем у Юпитера, они вращаются в 100 000 раз быстрее, они в 1000 раз моложе, они в 1000 раз крупнее. Граница магнитосферы Юпитера движется со скоростью менее одной тысячной скорости конуса света пульсара. Тем не менее вполне возможно, что Юпитер – это не до конца образовавшийся пульсар, локальная и довольно невзрачная модель быстро вращающихся нейтронных звезд, которые являются одним из конечных продуктов звездной эволюции. Ответы на все еще сложные вопросы о механизмах излучения пульсара и геометрии магнитосферы может дать космическое наблюдение декаметрового излучения Юпитера вблизи: например, в ходе миссий «Вояджера» и «Галилео» НАСА.

Экспериментальная астрофизика развивается быстрыми темпами. Самое позднее через несколько десятилетий мы должны увидеть непосредственное экспериментальное исследование межзвездной среды: гелиопауза – граница между областью, в которой преобладает солнечный ветер, и областью, где преобладает межзвездная плазма, – по оценкам ученых, располагается на расстоянии не более 100 астрономических единиц (15 млрд км) от Земли. (Если бы там по соседству с Солнечной системой находились квазар и черная дыра – ничего фантастического, вы понимаете, только малыши, – мы могли бы путем измерений in situ с помощью космических аппаратов проверить важнейшие теории современной астрофизики.)

Если мы можем судить по прошлому опыту, каждый будущий астрофизический эксперимент с помощью космических аппаратов покажет, что (а) важнейшие представления астрофизиков были верными; (б) никто не знал наверняка, какие именно представления окажутся верными, пока не были получены результаты исследований, проведенных с космических аппаратов; и (в) эти результаты позволили обнаружить целый ряд новых, еще более интригующих и фундаментальных проблем.

Слово «робот», которое впервые использовал чешский писатель Карел Чапек, имеет славянские корни, так как произошло от чешского слова robota, которое используется для обозначения тяжелого труда. Но оно обозначает скорее машину, а не человека. О роботах, особенно роботах в космосе, в прессе часто писали уничижительные отзывы. Мы читали, что только с помощью человека «Аполлон-11» мог совершить посадку, иначе первый пилотируемый полет на Луну закончился бы катастрофой, что мобильный робот на марсианской поверхности никогда не смог бы так хорошо, как астронавты, собрать нужные образцы для исследования на Земле и что машины никогда не смогли бы, как люди, отремонтировать теплозащитный экран «Скайлэба», необходимый для продолжения ее миссии.

Но все эти заключения, естественно, написали люди. Мне интересно, не закралась ли в эти суждения доля самодовольства, оттенок человеческого шовинизма. Так же как белые могут иногда проявлять расизм, а мужчины – сексизм, не можем ли мы здесь страдать от какой-нибудь сравнимой болезни человеческого духа – болезни, у которой пока нет названия. Слово «антропоцентризм» сюда не подходит. Слово «гуманизм» уже используется в другой, более благовидной деятельности рода человеческого. По аналогии с сексизмом и расизмом, я предполагаю, название этой болезни должно быть «видизм» – предрассудок, что нет существ таких же прекрасных, таких же способных, таких же надежных, как люди.

Это предрассудок, потому что это по меньшей мере предубеждение, вывод, сделанный прежде, чем известны все факты. Такими являются сравнения людей и машин в космосе как умных людей и тупых машин. Мы не спрашивали, какие машины можно было бы сконструировать за 30 млрд долларов, в которые обошлись миссии «Аполлон» и «Скайлэб».

Каждый человек является прекрасно сконструированным, удивительно скомпонованным, самоходным компьютером, способным на независимое принятие решений и настоящий контроль над своей окружающей средой. И, как гласит старая шутка, чтобы создавать такие компьютеры, специальных знаний не требуется. Но есть серьезные ограничения для использования человеческого труда в определенной окружающей среде. Без хорошей защиты люди не смогут выжить на океанском дне, на поверхности Венеры, в глубоких внутренних слоях Юпитера или даже в длительных космических миссиях. Возможно, единственные интересные результаты «Скайлэба», которые не могли бы получить машины, – то, что у людей, проводящих в космосе несколько месяцев, происходит серьезная потеря кальция и фосфора в костях, то есть люди могут утратить трудоспособность в условиях невесомости в миссиях длительностью 6–9 и более месяцев. Но обычное время минимального межпланетного путешествия – год или два. Поскольку человеческая жизнь ценится высоко, мы нехотя посылаем людей в очень рискованные миссии. Если мы все же посылаем людей в экзотическую среду, их также нужно снабдить подходящей едой, воздухом, водой, развлечениями, обеспечить утилизацию отходов и компанию. Для сравнения: машины не требуют детально разработанной системы жизнеобеспечения, развлечений, компании, и мы пока не ощущаем этический запрет на то, чтобы посылать машины в невозвратные или самоубийственные миссии.

Безусловно, в простых миссиях машины проявляли себя неоднократно. Автоматические устройства сделали первую фотографию Земли из космоса и обратной стороны Луны, первыми опустились на Луну, Марс и Венеру и первыми облетели вокруг другой планеты в ходе миссий «Маринера-9» и «Викинга» на Марс. Здесь, на Земле, высокотехнологичное производство (например, на химических и фармацевтических заводах) осуществляется частично или полностью с помощью использования компьютеризированных систем управления. В подобной деятельности машины в какой-то степени способны находить ошибки, исправлять их, предупреждать находящихся на большом расстоянии операторов об обнаруженных проблемах.

Мощные способности вычислительных машин делать арифметические вычисления в сотни миллионов раз быстрее, чем человеческий мозг, хорошо известны. Но что насчет действительно сложных дел? Могут ли машины в любом смысле этого слова обдумывать новую проблему? Могут ли они анализировать разветвленную схему вариантов, которая, как мы считаем, характерна именно для человеческого мышления? (То есть я задаю вопрос 1, если ответ А, я задаю вопрос 2, но, если ответ В, я задаю вопрос 3 и так далее.) Несколько десятилетий назад английский математик А. Тьюринг описал, что ему необходимо, чтобы поверить в машинный разум. Условие заключалось просто в том, чтобы он мог общаться с машиной посредством телетайпа и не мог определить, что это не человек. Тьюринг сочинил воображаемый разговор между человеком и машиной:

Пока еще не сконструировали такое сложное устройство, хотя я не уверен, что все люди могут пройти этот тест Тьюринга на человечность. Но количество времени и денег, вкладываемых в искусственный интеллект, было довольно ограничено, и в мире насчитывается только около полудюжины главных центров такой деятельности. Одним из наиболее поразительных результатов, полученных в очень ограниченной области исследований – детском конструкторе, стали работы Терри Винограда, в то время работавшего в Массачусетском технологическом институте (МТИ). Вот диалог между человеком и машиной, машина была запрограммирована Виноградом:

Машина так и делает. Она протягивает механическую руку, двигает кубики и строит конструкцию, которая только что была описана.

В качестве другого примера Джозеф Вейценбаум, также из МТИ, разработал машину-психиатра. Это гораздо более простая программа, чем у Винограда, поскольку она задействует недирективную психотерапию[163], для которой, в общем, достаточно простых вычислительных программ. Вот потрясающий диалог между человеком и компьютером-психотерапевтом. (Безусловно, здесь присутствует эффект отбора. Многие другие подобные психиатрические диалоги машины с человеком далеко не столь поразительны. Но я предполагаю, что большинство психиатрических диалогов между людьми тоже не слишком поразительные.) В этом диалоге, чтобы четко выделить роли терапевта и пациента, компьютер-терапевт печатает в верхнем регистре, а пациент – в нижнем:

Эта поразительная – очень хочется сказать «проницательная» – реакция компьютера, конечно, запрограммирована. Но, если на то пошло, таковы и ответы психотерапевтов. В то время, когда все больше и больше людей в нашем обществе, похоже, нуждаются в консультации психотерапевта и когда использование компьютеров широко распространено, я могу даже представить разработку сети компьютеризированных психотерапевтических терминалов – что-то вроде рядов больших телефонных будок, в которых за несколько долларов за сеанс мы сможем поговорить с внимательным, проверенным психотерапевтом, работающим в недирективном стиле. Обеспечение конфиденциальности психиатрического диалога – один из нескольких важных шагов, над которыми еще надо поработать.

Еще одним интеллектуальным достижением машин являются игры. Даже исключительно простые компьютеры – те, которыми способны управлять умные десятилетки – могут быть запрограммированы на игру в крестики-нолики. Некоторые компьютеры могут играть в шашки на уровне мирового класса. Шахматы, конечно, гораздо более сложная игра, чем крестики-нолики или шашки. Здесь запрограммировать машину на победу сложнее, и были использованы новые стратегии, включая несколько довольно успешных попыток заставить компьютер учиться на собственном опыте предыдущих шахматных турниров. Компьютеры могут эмпирическим путем усвоить, например, правило, что лучше в начале игры контролировать центр шахматной доски, а не периферию. Десяти лучшим шахматистам мира все еще нечего бояться любого современного компьютера. Но ситуация меняется. Недавно компьютер впервые смог попасть в Открытый чемпионат по шахматам в штате Миннесота. Возможно, первый раз в главном спортивном мероприятии на планете Земля участвует кто-то, не принадлежащий к человеческому роду (и я задумываюсь о том, не попробуют ли роботы в следующем десятилетии свои силы в гольфе и бейсболе, не говоря уже о дельфинах в соревнованиях по плаванию вольным стилем). Компьютер не победил в Открытом чемпионате, но впервые показал достаточно хорошие результаты, чтобы участвовать в таком соревновании. Компьютеры, играющие в шахматы, чрезвычайно быстро улучшают свое мастерство.

Я слышал уничижительные отзывы о машинах (часто сопровождавшиеся вздохом облегчения) насчет того, что шахматы остаются сферой деятельности, где люди все еще лучшие. Это напоминает мне старую шутку, в которой незнакомец с удивлением отмечает достижения собаки, играющей в шахматы. Собственник собаки отвечает: «О, все совсем не столь замечательно. Она проигрывает две партии из трех». Машина, которая играет в шахматы в среднем диапазоне человеческих умений, – очень способная машина, даже если среди людей лучше играют в шахматы тысячи, а тех, кто играет хуже, миллионы. Чтобы играть в шахматы, требуется стратегия, проницательность, аналитические способности и умение сравнивать большое количество переменных и учиться на собственном опыте. Это отличные качества для тех, чья работа связана с открытиями и исследованиями, а также для тех, кто присматривает за младенцем и выгуливает собаку.

С таким более или менее представительным рядом примеров состояния разработки искусственного интеллекта, я думаю, очевидно, что следующее десятилетие может принести гораздо более впечатляющие примеры. Так считают и большинство разработчиков искусственного интеллекта.

Размышляя о следующем поколении искусственного интеллекта, важно различать роботов с самоуправлением и с удаленным управлением. У роботов с самоуправлением интеллект находится внутри них, у роботов с удаленным управлением – в каком-то другом месте, и его успешное функционирование зависит от слаженной коммуникации между его центральным компьютером и им самим. Существуют, конечно, и промежуточные случаи, когда машина может быть отчасти самоактивируемая и отчасти с удаленным управлением. Именно это сочетание удаленного управления с самуправлением, похоже, станет самым эффективным в ближайшем будущем.

Например, мы можем представить машину, предназначенную для исследования океанского дна. В абиссальной зоне[164] можно найти огромное количество марганцевой руды. Когда-то считалось, что она образовалась в результате падения метеорита на Землю, но сейчас утверждают, что она время от времени формируется в огромных марганцевых фонтанах, выходящих наружу вследствие внутренней тектонической активности Земли. На глубоком океанском дне можно найти также много других редких и ценных для промышленности минералов. Сейчас мы имеем возможность проектировать устройства, которые систематически плавают или ползают по океанскому дну и которые могут посредством спектрометрического и иного химического анализа изучать состав поверхности и автоматически передавать с помощью радиосигнала собранную информацию обратно на корабль или на сушу, а также могут отмечать залежи особо ценных месторождений (например, с помощью низкочастотных радиомаяков). Затем большие горные комбайны найдут эти залежи по радиомаяку. Уровень технического совершенства глубоководных аппаратов с дистанционным управлением и датчиков состояния окружающей среды в космических аппаратах в настоящее время явно соответствует требованиям, необходимым для создания таких устройств. То же самое можно сказать о прибрежной добыче нефти, добыче угля и других минеральных полезных ископаемых под землей и так далее. Возможная экономическая выгода от использования таких устройств окупит не только их разработку, но и несколько космических программ.

Когда машины сталкиваются с особенно сложными ситуациями, они могут быть запрограммированы на то, чтобы понять, что подобные обстоятельства находятся вне пределов их компетенции, и задать вопрос операторам, работающим в безопасной и комфортной среде, – что делать дальше. Примеры, приведенные выше, – это примеры в значительной мере самоуправляемых устройств. Также возможна и обратная ситуация, и в лабораториях Министерства энергетики США значительная часть предварительной работы по указанным соображениям была выполнена посредством удаленного управления высокорадиоактивными материалами. Здесь я представляю себе человека, который связан радиосвязью с мобильной машиной. Оператор находится, скажем, в Маниле, машина – во впадине Минданао. Оператор соединен с набором электронных реле, которые передают его движения машине и усиливают их и которые могут, наоборот, передать то, что машина обнаруживает, обратно к его сенсорным устройствам. Так что, когда оператор поворачивает голову налево, телевизионные камеры на машине поворачиваются налево и оператор видит на большом полусферическом телевизионном экране вокруг себя сцену, которую показывают прожекторы и камеры машины. Когда оператор в Маниле делает несколько шагов вперед в костюме, обмотанном проводами, машина в абиссали передвигается на несколько футов вперед. Когда оператор протягивает руку, механическая рука машины так же протягивается, а точность взаимодействия человека и машины такова, что позволяет производить точные манипуляции с веществом на дне океана пальцами машины. С помощью таких устройств люди могут войти в среду, которая иначе для них недоступна.

При исследовании Марса автоматические аппараты уже совершали мягкую посадку, и в недалеком будущем они будут бродить по поверхности Красной планеты, как сейчас по Луне. Мы не готовы к пилотируемой миссии на Марс. Некоторые из нас обеспокоены опасностью занесения земных микробов на Марс, а марсианских микробов, если они существуют, на Землю, но также огромной стоимостью таких миссий. Зонды «Викинга», приземлившиеся на Марсе летом 1976 г., оснащены очень интересными датчиками и научными инструментами, которые расширяют возможности человека в инопланетной среде.

Очевидное устройство для исследования Марса после «Викинга», которое использует технологию «Викинга», – марсоход «Викинг», который является эквивалентом целого космического аппарата «Викинг», но изготовлен по значительно усовершенствованной технологии и поставлен на колеса или гусеницы трактора, что позволяет ему медленно катиться по поверхности Марса. Но сейчас мы подходим к новой проблеме, с которой не сталкиваются при управлении машиной на поверхности Земли. Хотя Марс является второй ближайшей планетой, он находится так далеко, что время, которое требуется свету, чтобы достичь Земли, становится не пренебрежимо малым. При типичном относительном положении Марса и Земли планета находится на расстоянии 20 световых минут. Таким образом, если бы космический аппарат подъехал к крутому спуску, он мог послать сообщение с вопросом обратно на Землю. Сорок минут спустя пришел бы ответ в таком духе: «Ради бога, оставайся на месте». Но к тому времени, конечно, неискушенная машина опрокинулась бы в овраг. Следовательно, любой марсоход нужно снабдить датчиками, чувствительными к наклону и неровности почвы. К счастью, они легко доступны и даже есть в некоторых детских игрушках. Подъехав к крутому склону или большому валуну, космический аппарат или остановится до получения инструкций с Земли в ответ на его запрос (и изображение поверхности), или отъедет и поедет в другом, более безопасном направлении.

Гораздо более сложные системы принятия решений в непредвиденных ситуациях можно встроить в компьютеры на борту космических кораблей 1980-х гг. Для более удаленных объектов, которые будут исследованы в будущем, мы можем представить операторов на орбите вокруг целевой планеты или на одном из ее спутников. При исследовании Юпитера, например, я могу представить операторов на небольшом спутнике за пределами испускающих сильное излучение радиационных поясов Юпитера, которые обрабатывают с задержкой всего несколько секунд ответы космического корабля, плывущего в плотных облаках планеты.

Люди на Земле также могут взаимодействовать по такой схеме, если они хотят поучаствовать в этом деле. Если каждое решение при исследовании Марса должно пройти через оператора на Земле, марсоход может перемещаться только на пару метров в час. Но срок службы таких марсоходов столь долгий, что пара метров в час – это весьма значительная скорость продвижения. Однако, если мы представим экспедиции в более дальние точки Солнечной системы – и в конечном счете к звездам, – ясно, что самоуправляемый искусственный интеллект возьмет на себя более тяжелый груз ответственности.

При разработке таких машин мы видим своего рода конвергентную эволюцию. «Викинг» странным образом похож на какое-то очень большое, небрежно сконструированное насекомое. Он еще не может ходить и определенно не способен к самовоспроизводству. Но у него есть экзоскелет, целый ряд органов чувств, как у насекомого, и он примерно так же разумен, как стрекоза. Но у «Викинга» есть преимущество, которого нет у насекомых: он может время от времени, задавая вопросы своим операторам на Земле, перенимать разум человека – операторы могут перепрограммировать компьютер «Викинга» на основе решений, которые они принимают.

По мере того как сфера искусственного интеллекта будет развиваться и все больше далеких объектов в Солнечной системе будут доступны для исследования, мы увидим разработку все более сложных бортовых компьютеров, медленно взбирающихся по филогенетическому дереву от разума насекомого до разума крокодила, затем до разума белки и – в не очень отдаленном будущем, я думаю – до разума собаки. В любом полете к внешней Солнечной системе должен быть компьютер, способный определить, работает ли он должным образом. Нет возможности послать за ремонтным мастером. Машина должна быть способна чувствовать, когда она заболела, и квалифицированно лечить собственные болезни. Нужен компьютер, способный или починить, или заменить вышедший из строя компьютер, датчик или структурные компоненты. Такой компьютер, который был назван СТРК (самотестирующийся и -ремонтирующийся компьютер), находится в разработке. Он использует резервные компоненты, как в биологии: у нас два легких и две почки отчасти потому, что каждая является подстраховкой в случае потери другой. Но у компьютера может быть гораздо больше резервов, чем у человека, у которого, например, только одна голова и одно сердце.

Поскольку вес имеет критическое значение при исследовании глубокого космоса, нужно будет интенсивно продолжать миниатюризацию искусственного интеллекта. Очевидно, что уже есть впечатляющие результаты миниатюризации: электронные лампы заменили на транзисторы, схемы с проводным монтажом – на печатные схемы и компьютерные системы в целом – на кремниевую микросхему. Сегодня схему, которая была размером с радиоприемник 1930-х гг., можно напечатать на кончике иголки. Если разумные машины будут использоваться в добыче полезных ископаемых на Земле и в космических исследованиях, в скором времени в производство поступят и домашние роботы. В отличие от классических антропоидных роботов из научной фантастики, такие машины не должны выглядеть более человечно, чем пылесос. Они будут специализироваться по своим функциям. Но существует множество общих задач – от смешивания коктейлей до мытья полов, – которые требуют очень ограниченного ряда интеллектуальных способностей, хотя и недюжинной выносливости и терпения. Многозадачные ходячие домашние роботы, которые выполняют работу по дому так же, как английский дворецкий XIX столетия, вероятно, появятся только через много десятилетий. Но более специализированные машины, приспособленные под определенную хозяйственную функцию, вероятно, уже не за горами.

Можно представить и много других общественных задач и главных функций повседневной жизни, которые выполняют разумные машины. К началу 1970-х гг. мусорщики в Анкоридже, штат Аляска, и других городах добились соглашения о заработной плате, гарантирующего им зарплату около 20 000 долларов в год. Возможно, только экономические причины заставят проектировать мусороуборочные автоматы. Чтобы использование домашних и общественных роботов приносило пользу обществу, нужно, конечно, организовать эффективное обеспечение занятости тех людей, которых заменят роботы, но через поколение это не должно быть слишком сложно – особенно если провести реформы образования. Люди любят учиться.

Мы находимся на пороге разработки разнообразных разумных машин, способных выполнять задачи, слишком опасные, слишком дорогие, слишком трудные или слишком скучные для людей. Разработка таких машин является, на мой взгляд, одним из немногочисленных законных «побочных результатов» космической программы. Эффективное использование энергии в сельском хозяйстве, от которого зависит наше выживание как вида, может даже зависеть от разработки таких машин. Главным препятствием, по-видимому, является типично человеческая проблема – чувство, которое непроизвольно возникает у людей, что есть что-то угрожающее или «нечеловеческое» в том, что машины выполняют определенные задачи так же хорошо или лучше, чем люди, или чувство ненависти к созданиям, сделанным из кремния и германия, а не из белков и нуклеиновых кислот. Но во многих отношениях наше выживание как вида зависит от преодоления такого примитивного шовинизма. Отчасти наше приспособление к разумным машинам – вопрос привыкания. Уже существуют кардиостимуляторы, которые могут чувствовать биение человеческого сердца: только когда возникает малейший намек на фибрилляцию, аппарат стимулирует сердце. Это небольшой, но очень полезный вид искусственного интеллекта. Не могу представить, чтобы тот, кто носит это устройство, возмущался против его разума. Я думаю, через относительно короткий период времени также примут и гораздо более разумные и сложные машины. В искусственном интеллекте нет ничего нечеловеческого, на самом деле это выражение тех блестящих интеллектуальных способностей, которыми сейчас обладают из всех живых существ на нашей планете только люди.

Мир изменился с 1899 г., но мало областей, которые изменились больше – если судить по развитию фундаментальных представлений и открытию новых явлений, – чем астрономия. Вот несколько названий статей, опубликованных за последнее время в научных журналах The Astrophysical Journal и Icarus: «G240-72: новый магнитный белый карлик с необычной поляризацией», «Релятивистская стабильность звезд: эффекты, связанные с выбранной системой отсчета», «Обнаружение межзвездного метиламина», «Новый список 52 вырожденных звезд», «Возраст альфы Центавра», «Есть ли у убегающих OB-звезд сколлапсировавшиеся спутники?», «Влияние конечных размеров ядра на тормозное излучение пар нейтрино в нейтронных звездах», «Гравитационное излучение при коллапсе звезды», «Поиск космологического компонента фонового мягкого рентгеновского излучения в направлении М31», «Фотохимия углеводородов в атмосфере Титана», «Содержание урана, тория и калия в горных породах Венеры, измеренное “Венерой-8”», «Радиоизлучение синильной кислоты от кометы Когоутека», «Яркостное и высотное радиолокационные изображения части Венеры» и «Атлас фотографий спутников Марса, полученных “Маринером-9”». Наши предки-астрономы мало что поняли бы из этих названий, но, думаю, их главной реакцией было бы недоверие.

Когда меня попросили возглавить комитет по празднованию 75-летия Американского астрономического общества в 1974 г., я подумал, что это даст мне приятную возможность ознакомиться с состоянием нашей области знаний на конец прошлого столетия. Мне было интересно узнать, где мы были, где мы находимся сегодня и, если возможно, что-нибудь о том, куда мы можем прийти. В 1897 г. состоялось официальное торжественное открытие Йеркской обсерватории с самым крупным для того времени телескопом, и по этому поводу было проведено научное собрание астрономов и астрофизиков. Второе собрание проводилось в обсерватории Гарвардского колледжа в 1898 г., а третье – в Йеркской обсерватории в 1899 г. К тому времени уже было официально основано Американское астрономическое общество.

Астрономия 1897–1899 гг., похоже, была энергичной, боевой, возглавлялась несколькими сильными личностями и характеризовалась быстрыми публикациями. Среднее время между подачей и публикацией статей в журнале Astrophysical Journal в это время явно меньше, чем в Astrophysical Journal Letters сегодня. Возможно, это было связано с тем, что много статей было из Йеркской обсерватории, где журнал готовили к печати. Открытие Йеркской обсерватории в Уильямс-Бэй, штат Висконсин, на которой выгравировано «1895», задержали более чем на год из-за того, что провалился пол, чуть не убив астронома Э. Барнарда. Этот случай упомянут в Ap. J. (6:149), но там ничего не сказано о халатности. Однако в британском журнале Observatory (20:393) явно подчеркивается небрежное строительство и укрывательство ответственных за него. Мы также обнаруживаем на той же странице Observatory, что церемонии открытия были отложены на несколько недель, чтобы подстроиться под график поездок мистера Йеркса, спонсора и барона-разбойника[165]. В Astrophysical Journal говорится, что «церемонии открытия были вынужденно отложены с 1 октября 1897 г.», но не сказано почему.

Редакторами Ap. J. были Джордж Хейл, директор Йеркской обсерватории, и Джеймс Килер, который в 1898 г. стал директором Ликской обсерватории на горе Гамильтон в Калифорнии. Однако обсерватория в Уильямс-Бэй занимала главенствующее положение в Astrophysical Journal, возможно, потому, что Ликская обсерватория в то же самое время главенствовала в журнале Publications Тихоокеанского астрономического общества (PASP). В пятом томе Astrophysical Journal опубликовано не менее тринадцати снимков из Йеркской обсерватории, включая здание электростанции. На первых пятидесяти страницах шестого тома еще дюжина снимков из Йеркской обсерватории. Преобладание астрономов с Восточного побережья США в Американском астрономическом обществе также отражено в том, что первым президентом Астрономического и астрофизического общества Америки был Саймон Ньюком из Военно-морской обсерватории в Вашингтоне, а первыми вице-президентами – Янг и Хейл. Астрономы Западного побережья жаловались на то, что им сложно приехать на третью конференцию астрономов и астрофизиков, проходящую в Йеркской обсерватории, и, похоже, были рады, что обещанная демонстрация 40-дюймового телескопа-рефрактора в ходе этого мероприятия была отложена из-за облачной погоды. Это самое большее, что можно найти в обоих журналах о противоборстве двух обсерваторий.

Но в то же время у Observatory был нюх на сплетни, связанные с американскими астрономами. Из Observatory мы узнаем, что в Ликской обсерватории были «гражданская война» и «скандал», связанный с Эдвардом Холденом (директор этой обсерватории до Килера), который, как говорят, допустил, что в питьевой воде на горе Гамильтон оказались крысы. В журнале также опубликована история о пробном химическом взрыве в районе залива Сан-Франциско, за которым должно было вестись наблюдение с помощью сейсмического устройства на горе Гамильтон. В назначенный момент никто из сотрудников не заметил отклонения стрелки, кроме Холдена, который быстро отправил гонца вниз, чтобы предупредить мир о большой чувствительности Ликского сейсмометра. Но вскоре на гору поднялся другой посланник с новостями, что тестирование было отложено. Тогда еще более быстрый гонец был отправлен вдогонку первому, и Ликской обсерватории, как отмечает Observatory, едва удалось избежать конфуза.

Юность американской астрономии в этот период красноречиво отражается в гордом заявлении 1900 г., что астрономический факультет в Беркли впредь будет независим от факультета гражданской инженерии Калифорнийского университета. Профессор Джордж Эри, впоследствии британский королевский астроном[166], сожалел о том, что не может ничего доложить об астрономии в Америке в 1832 г., потому что, по сути, ее не было. В 1899 г. ситуация изменилась.

В этих журналах не чувствуется вмешательства внешней (в противоположность академической) политики, кроме редких случаев, таких как назначение президентом Маккинли, профессором математики Военно-морского флота США Томаса Си и некая затянувшаяся холодность в научных спорах между сотрудниками Ликской и Потсдамской (Германия) обсерваторий.

Однако время от времени все же просачиваются некоторые признаки преобладающих течений 90-х гг XIX в. Например, вот как описывается экспедиция, отправившаяся в Силоэм, штат Джорджия, 28 мая 1900 г. для наблюдения затмения: «Даже некоторые белые мало что знали о затмении. Многие думали, что это был способ получения прибыли, и меня часто спрашивали, сколько я собираюсь брать за возможность присутствовать. Еще бытовало мнение, что затмение можно увидеть только из моей обсерватории… Здесь я хотел бы выразить восхищение высокой моралью местного сообщества, поскольку с населением лишь 100 человек, включая соседние районы, у него имеется две церкви для белых и две для цветных, и во время моего пребывания там я не слышал ни одного нечестивого слова… Как неискушенный янки на Юге, не привыкший к традициям южан, я, естественно, делал много маленьких ошибок, которые были некстати. Когда я увидел улыбки, вызванные тем, что я называл моего цветного помощника “мистер”, я стал обращаться к нему “полковник”, что полностью всех удовлетворяло».

В Военно-морскую обсерваторию США была направлена комиссия, чтобы решить некоторые (публично не афишируемые) проблемы. Отчет этой группы, которая состояла из двух малоизвестных сенаторов и профессоров Эдварда Пикеринга, Джорджа Комстока и Хейла, многое объясняет, потому что в нем отражены суммы в долларах. Мы обнаруживаем, что ежегодные текущие расходы главных обсерваторий в мире были следующие: Военно-морская обсерватория – 85 000 долларов, Парижская обсерватория – 53 000 долларов, Гринвичская обсерватория (Англия) – 49 000 долларов, Гарвардская обсерватория – 46 000 долларов и Пулковская обсерватория (Россия) – 36 000 долларов. Зарплаты двух директоров Военно-морской обсерватории США составляли по 4000 долларов у каждого, а Гарвардской обсерватории – 5000 долларов. Высокопоставленная комиссия порекомендовала, что в «перечне зарплат, которые могут привлечь астрономов желаемого класса», зарплата директоров обсерваторий должна быть 6000 долларов. В Военно-морской обсерватории сотрудникам, делающим расчеты (исключительно вручную, без компьютеров в то время), платили 1200 долларов в год, а в Гарвардской обсерватории – только 500 долларов в год, и это были почти исключительно женщины. На самом деле все зарплаты в Гарварде, кроме директора, были значительно ниже, чем в Военно-морской обсерватории. Комитет заявил: «Большая разница в зарплате между Вашингтоном и Кембриджем, особенно у сотрудников более низких должностей, вероятно, неизбежна. Отчасти это связано с правилами гражданской службы». Еще один признак безденежья астрономов – объявление о должности «научного ассистента-волонтера» в Йерксе, которая будет неоплачиваемая, но, как обещали, послужит хорошим опытом для студентов постдипломного образования.

Тогда, как и сейчас, астрономию осаждали парадоксалисты, сторонники маргинальных или сумасшедших идей. Кто-то предложил телескоп с девяносто одной линзой в ряд в качестве альтернативы телескопу с меньшим количеством линз большей апертуры. Британцам в это время досаждали таким же образом, но, возможно, не так сильно. Например, некролог в Monthly Notices Королевского астрономического общества (59:226), посвященный Генри Перигалу, оповещает нас о том, что ушедший отпраздновал свой 94-й день рождения, став членом Королевского института, но был избран членом Королевского астрономического общества в 1850 г. Тем не менее «в наших публикациях нет ничего, принадлежащего его перу». В некрологе описывается «каким удивительным образом очарование мистера Перигала позволило ему получить место, которое, казалось бы, не может занимать человек его взглядов, поскольку ни для кого не секрет, что он был явным парадоксалистом, его главным убеждением было то, что Луна не вращается, и главная астрономическая цель в его жизни заключалась в том, чтобы убедить остальных, и особенно молодых людей, не утвердившихся в обратном, в их серьезной ошибке. С этой целью он рисовал диаграммы, конструировал модели и писал стихи, с героической стойкостью перенося постоянное разочарование, поскольку все они оказывались бесполезными. Тем не менее он проделал отличную работу, кроме этого горького заблуждения».

Число американских астрономов в этот период было очень мало. Устав Американского астрономического и астрофизического общества[167] утверждает, что кворум состоит из двадцати членов. К 1900 г. в Америке было получено только девять докторских степеней по астрономии. В том же 1900 г. было получено четыре докторские степени в области астрономии: две получили ученые из Колумбийского университета Дж. Бауэр и Кэролин Фернес, одну – Форест Мултон из Чикагского университета и одну – Генри Рассел из Принстонского университета.

Некоторое представление о том, что считалось важным научным трудом в этот период, можно получить, посмотрев на премии, которые тогда присуждались. Э. Барнард получил Золотую медаль Королевского астрономического общества (КАО)[168] отчасти за открытие спутника Юпитера Юпитер-5 и за астрономическую фотографию, сделанную с помощью объектива для портретной съемки. Однако его пароход попал в атлантический шторм, и он не прибыл вовремя на церемонию награждения. Говорят, что он попросил несколько дней, чтобы оправиться после шторма, поэтому КАО гостеприимно организовало еще один обед в его честь. Лекция Барнарда, похоже, была эффектным зрелищем, и в ней использовалось новейшее аудиовизуальное устройство – диапроектор[169].

Рассказывая о своей фотографии области Млечного Пути рядом с Тета Змееносца, он сделал вывод, что «вся основа Млечного Пути… состоит из туманной материи». (Тем временем Г. Палмер сообщил о том, что на фотографиях шарового скопления М13 туманность отсутствует.) Барнард, который был отличным визуальным наблюдателем, выразил глубокие сомнения по поводу точки зрения Персиваля Лоуэлла относительно того, что Марс населен и испещрен каналами. Благодаря Барнарда за его лекцию, президент Королевского астрономического общества, сэр Роберт Болл, выразил обеспокоенность тем, что отныне он «должен рассматривать каналы на Марсе с некоторым подозрением, мало того, даже моря [Марса, темные участки] отчасти оказались под запретом. Возможно, происшествие в Атлантическом океане, в которое попал лектор, может объяснить его недоверие». Взгляды Лоуэлла тогда не поддерживались в Англии, как указывает другая заметка в Observatory. В ответ на вопрос, какие книги наиболее понравились и заинтересовали его в 1896 г., профессор Норман Локьер ответил: «“Марс” Персиваля Лоуэлла, “Сентиментальный Томми” Дж. Барри. (Нет времени на серьезное чтение.)»

Одну из премий по астрономии за 1898 г. Французская академия присудила Сету Чандлеру за открытие изменения широт, одну – Белопольскому – отчасти за спектроскопические исследования двойных звезд и еще одну – Шотту за исследование земного магнетизма. Также проводился конкурс на соискание премии за лучший трактат по «теории возмущений Гипериона», спутника Сатурна. Нам сообщают, что «единственным, кто подал работу, был доктор Дж. Хилл из Вашингтона, кому и была присуждена премия».

Медалью Брюс, учрежденной Тихоокеанским астрономическим обществом, был награжден в 1899 г. доктор Артур Ауверс из Берлина. Посвящающее обращение включало следующие ремарки: «Сегодня Ауверс стоит во главе немецкой астрономии. В нем мы видим высший тип исследователя нашего времени, который, возможно, в Германии лучше развит, чем в любой другой стране. Работа людей этого типа характеризуется детальными и тщательными исследованиями, неустанным усердием в сборе фактов, осторожностью в выдвижении новых теорий или объяснений и прежде всего отсутствием усилий получить признание, сделав открытие первым». В 1899 г. впервые за семь лет была вручена Золотая медаль Генри Дрейпера Национальной академии наук. Ее получил Килер. В 1898 г. Брукс, чья обсерватория находилась в Женеве, штат Нью-Йорк, объявил об открытии своей двадцать первой кометы, которую он описал как «достижение своего совершеннолетия». Вскоре Брукс получил премию имени Лаланда Французской академии наук за свой рекорд по открытию комет.

В 1897 г. в связи с выставкой в Брюсселе бельгийское правительство предложило выдать премии за решения определенных проблем в астрономии. Эти проблемы включили численное значение ускорения свободного падения на Земле, вековое ускорение Луны, общее движение Солнечной системы сквозь космос, изменение широты, фотографирование поверхности планет и природу каналов Марса. Последней темой было изобретение метода наблюдения солнечной короны не во время затмения. Журнал Monthly Notices (20:145) прокомментировал: «…если эта денежная премия побудит кого-нибудь решить последнюю проблему или, на самом деле, любую другую, мы считаем, что деньги будут потрачены не зря».

Однако, когда читаешь научные статьи того времени, складывается впечатление, что фокус сместился с тех тем, за которые давали премии, на другие. Сэр Уильям Хаггинс и его жена леди Хаггинс выполнили лабораторные эксперименты, которые показали, что при низком давлении в эмиссионном спектре[170] кальция присутствуют только так называемые линии H и K. Они сделали вывод, что Солнце состоит главным образом из водорода, гелия, «корония»[171] и кальция. Хаггинс ранее установил спектральную последовательность звезд, которая, по его мнению, была эволюционной. Влияние Дарвина в науке было очень сильным в то время, и среди американских астрономов это влияние хорошо заметно в исследованиях Т. Си. Интересно сравнить спектральную последовательность Хаггинса с нынешними спектральными классами Моргана – Кинана:

Примечание. Современная последовательность спектральных классов звезд идет от «ранних» к «поздним» спектральным классам в таком порядке: O, B, A, F, G, K, M. Последовательность Хаггинса очень близка к современной.

Здесь мы можем проследить происхождение современных терминов «ранний» и «поздний», спектральные классы, которые отражают дарвиновский дух ушедшей викторианской науки. Также здесь мы видим достаточно непрерывную последовательность спектральных классов и зарождение – через диаграмму Герцшпрунга – Рассела[172] – современных теорий звездной эволюции.

В этот период были сделаны главные разработки по физике, и читателей Ap. J. оповещали о них, перепечатывая аннотации важных статей. Все еще проводились эксперименты по основным законам излучения. В некоторых статьях уровень физической сложности был не высшего калибра, как, например, в статье в PASP (11:18), где импульс Марса вычисляется как произведение массы планеты и линейной скорости поверхности и делается вывод «планета, кроме шапки, имеет импульс 183 и 3/8 септиллионов футофунтов/с». Экспоненциальное представление[173] больших чисел явно не использовалось широко.

В это время появляются публикации визуальных и фотографических кривых блеска[174], например звезд в Мессье 5[175], и экспериментов Килера по фотографированию с фильтрами. Явно захватывающей темой было изучение изменяющихся с течением времени объектов, которые, видимо, вызывали то же волнение, что сегодня пульсары, квазары и источники рентгеновских лучей. Было много исследований переменных лучевых скоростей, что позволило найти орбиты спектрально-двойных звезд[176], так же как и периодические изменения скорости Омикрон Кита[177], благодаря доплеровскому смещению линии водорода Hγ и других спектральных линий.

Первые измерения инфракрасного излучения звезд выполнил в Йеркской обсерватории Эрнест Николс. Вывод исследования: «От Арктура мы получаем не больше тепла, чем от свечи на расстоянии пяти или шести миль». Больше никаких вычислений не дано. Первые экспериментальные наблюдения непрозрачности углекислого газа и водяного пара для инфракрасного излучения сделали в это время Рубенс и Ашкинасс, которые открыли основную полосу поглощения углекислого газа на 15 мкм и чисто вращательный спектр воды.

Есть предварительная фотографическая спектроскопия туманности Андромеды, выполненная Юлиусом Шейнером из Потсдама, который делает правильный вывод, что «существовавшие ранее подозрения о том, что спиральные туманности – это звездные скопления, сейчас стали определенностью». В качестве примера уровня перехода на личности, допускаемого в то время, приведу отрывок из статьи Шейнера, в котором он критикует У. Кэмпбелла: «В ноябрьском номере Astrophysical Journal профессор Кэмпбелл с большим возмущением оспаривает некоторые мои замечания, критикующие его открытия… Такая чувствительность как-то удивительна со стороны того, кто сам склонен делать другим серьезный выговор. Более того, астроном, который часто наблюдает явления, которые другие не могут увидеть, и не может увидеть те, которые другие могут, должен быть готов к тому, что его мнения будут оспариваться. Если, как жалуется профессор Кэмпбелл, я подтвердил свои взгляды только одним примером, я воздержался добавить еще один только из учтивости. А именно, тот факт, что профессор Кэмпбелл не может различить линии водяного пара в спектре Марса, которые сначала увидели Хаггинс и Фогель, а после того, как мистер Кэмпбелл поставил их существование под сомнение, мы с профессором Вилсингом снова их увидели и с определенностью идентифицировали». Количество водяного пара, которое, как сейчас известно, имеется в марсианской атмосфере, совершенно невозможно было бы распознать посредством спектроскопических методов, которые тогда использовались.

Спектроскопия была доминирующим элементом в науке конца XIX столетия. Ap. J. усердно публиковал солнечный спектр Роуланда, который охватывал до 20 000 длин волн, каждая до семи значащих цифр. Он опубликовал большой некролог на смерть Бунзена. Время от времени астрономы делали записи о необычной природе своих открытий: «Просто поразительно, что слабый мерцающий свет звезды может сам записать информацию о веществе и его состоянии в немыслимо далеком светиле». Главной темой споров в Astrophysical Journal был вопрос, где в спектрах должен находиться красный – слева или справа. Те, кто предпочитал красный слева, проводили аналогию с пианино (где высокие частоты находятся справа), но Ap. J. храбро выбрал красный справа. Некая свобода для компромисса была в вопросе, где в списках длин волн должен находиться красный – вверху или внизу. Страсти разгорались, и Хаггинс писал, что «любое изменение… было бы недопустимо». Но Ap. J. все равно победил.

Другой главной темой для дискуссий в этот период была природа солнечных пятен. Джордж Стони предположил, что они вызваны слоем конденсационных облаков в фотосфере Солнца[178]. Но Уилсон и Фицджеральд выдвинули против этого возражение, опираясь на то, что никакие возможные конденсаты не могли бы существовать при таких высоких температурах, разве что углерод. Вместо этого они предложили очень расплывчатую идею о том, солнечные пятна образуются вследствие «отражения конвективных потоков газа». У Эвершеда была более оригинальная идея. Он думал, что солнечные пятна – это дыры во внешней фотосфере Солнца, позволяющие нам заглянуть в гораздо более глубокие и горячие глубины. Но почему они темные? Он предположил, что все излучение смещается с видимой в невидимую ультрафиолетовую зону спектра. Это, конечно, было до того, как Планком был открыт закон распределения энергии в спектре излучения горячего тела. В то время считалось, что распределения энергии в спектре черных тел различной температуры могут пересекаться, и некоторые экспериментальные кривые этого периода в самом деле показывали такое пересечение, как мы знаем сейчас, из-за разных коэффициентов излучения и поглощения.

Рамзай недавно обнаружил элемент криптон, у которого, как говорили, среди четырнадцати распознаваемых спектральных линий была одна в области 5570 Å, совпадающая с «главной линией полярного сияния». Э. Фрост сделал вывод: «Таким образом, похоже, было обнаружено истинное происхождение той, до сих пор озадачивающей линии». Сейчас мы знаем, что она объясняется присутствием кислорода.

Было много статей по разработке инструментария; одна из наиболее интересных принадлежит Хейлу. В январе 1897 г. он написал, что нужны и телескопы-рефракторы, и телескопы-рефлекторы, но заметна тенденция в большей степени использовать рефлекторы, особенно экваториальные телескопы с фокусом кудэ. В исторических мемуарах Хейл упоминает, что 40-дюймовый объектив появился в Йеркской обсерватории только потому, что предыдущий план построить большой рефрактор рядом с Пасаденой, Калифорния, провалился. Интересно, какой бы была история астрономии, если бы план был реализован? Любопытно также, что Пасадена предложила Чикагскому университету построить Йеркскую обсерваторию там. Это была бы долгая поездка на работу для 1897 г.

В конце XIX столетия исследования Солнечной системы были такими же обнадеживающими и сумбурными, как и исследования звезд. Одна из наиболее выдающихся статей этого периода принадлежит Генри Расселу и называется «Атмосфера Венеры» (The Atmosphere of Venus). Это обсуждение удлинения острых концов серпа Венеры, основанное отчасти на наблюдениях автора в 5-дюймовый искатель «большого экваториального» телескопа в обсерватории Холстеда в Принстоне. Возможно, молодому Расселу пока опасались доверять большие телескопы в Принстоне. Суть анализа верна по нынешним стандартам. Рассел сделал вывод, что отражение солнечного света не влияет на рост серпа и что причину нужно искать в рассеивании солнечного света: «…атмосфера Венеры, как и наша, содержит какие-то взвешенные частицы пыли или тумана, и…то, что мы видим, – это верхняя часть этой туманной атмосферы, освещенной лучами, которые прошли рядом с поверхностью планеты». Далее он говорит, что видимая поверхность может быть плотным слоем облаков. Он вычислил, что толщина слоя тумана составляет около 1 км над тем, что мы бы сейчас назвали главным облачным слоем, – величина, которая как раз соответствует фотографии лимба, сделанной космическим аппаратом «Маринер-10». Рассел думал, основываясь на исследованиях других ученых, что имеются спектроскопические доказательства присутствия водяного пара и водорода в тонкой атмосфере Венеры. Но основная часть его рассуждений прошла проверку временем.

Было объявлено об открытии Фебы, самого удаленного спутника Сатурна, сделанном Уильямом Пикерингом, и Эндрю Дуглас из обсерватории Лоуэлла опубликовал наблюдения, позволившие ему заключить, что период вращения Юпитера-3 на 1 час больше периода его обращения; при этом он ошибся как раз на 1 час.

Другие ученые, которые оценивали периоды вращения, мало чего добились. Например, был такой Лео Бреннер, который проводил наблюдения в обсерватории Манора в местечке под названием Люссинпикколо. Бреннер жестко критиковал оценку периода вращения Венеры, произведенную Персивалем Лоуэллом. Сам Бреннер сравнил два рисунка Венеры в белом свете, сделанные двумя разными людьми с разницей в четыре года, по которым он вывел, что период вращения составляет 23 часа 57 минут 36,37728 секунды, что, по его словам, соответствовало его собственным «самым надежным рисункам». Считая так, Бреннер не понимал, как все еще могут быть сторонники периода вращения в 224,7 сут., и сделал вывод, что «неопытный наблюдатель, неподходящий телескоп, неудачно выбранный окуляр, очень малый диаметр планеты, недостаточное увеличение и низкое склонение – все вместе объясняло своеобразные рисунки мистера Лоуэлла». Истина, конечно, находится не между крайностями Лоуэлла и Бреннера, а скорее, на другом конце шкалы со знаком минус, обратный период, равный 243 суткам.

Другое обращение господин Бреннер начинает так: «Джентльмены, я имею честь сообщить вам, что миссис Манора обнаружила новое деление в системе колец Сатурна[179]», – из чего мы узнаем, что в обсерватории Манора есть некая миссис Манора и что она выполняет наблюдения вместе с господином Бреннером. Затем следует описание того, как следует понимать деления Энке, Кассини, Антониади, Струве и Манора. Только первые два прошли проверку временем. Господин Бреннер, похоже, растворился в туманах XIX столетия.

На второй конференции астрономов и астрофизиков в Кембридже был сделано «предложение» выводить вращение астероида, если оно есть, из кривой блеска. Но никаких изменений яркости во времени не было обнаружено, и Генри Паркхерст заключил: «Я думаю, можно легко проигнорировать эту теорию». Сейчас это краеугольный камень астероидных исследований.

Изучив тепловые свойства Луны независимо от одномерного уравнения теплопроводности, но основываясь на лабораторных измерениях излучательной способности, Франк Вери пришел к выводу, что типичная температура Луны в дневное время составляет около 100 °C – совершенно правильный ответ. Его заключение стоит процитировать: «Только самые ужасные пустыни Земли, где горячие пески покрывают волдырями кожу и люди, звери и птицы падают замертво, могут приблизиться к полдню на безоблачной поверхности нашего спутника. Только крайние полярные широты Луны могут иметь терпимую дневную температуру, не говоря уже о ночи, когда нам нужно стать пещерными людьми, чтобы защититься от такого сильного холода». Как видим, комментарии нередко были высокохудожественными.

Немного раньше в том же десятилетии Морис Леви и Пьер Пюизё из Парижской обсерватории опубликовали атлас лунных фотографий, теоретические выводы из которого рассматривались в Ap. J. (5:51). Парижская группа предложила модифицированную вулканическую теорию происхождения лунных кратеров, борозд и других форм рельефа, которую позже раскритиковал Э. Барнард, после того как он изучил планету в 40-дюймовый телескоп. Затем Барнарда раскритиковало Королевское астрономическое общество за его критику и так далее. Один из аргументов в этом споре был обманчиво прост: в вулканах образуется вода, на Луне нет воды – следовательно, лунные кратеры не вулканические. Хотя большинство лунных кратеров не вулканические, это не убедительный аргумент, потому что он не учитывает возможность отложения воды. Можно извлечь пользу из выводов Вери о температуре на лунных полюсах. Вода там замерзает в форме инея. Другая вероятность – вода может испаряться с Луны в космос.

Это объяснил Стони в замечательной статье «Об атмосфере на планетах и спутниках» (Of Atmospheres upon Planets and Satellites). Он пришел к выводу, что лунной атмосферы не существует, потому что газы очень быстро улетучиваются в космос из-за низкой лунной гравитации или из-за большого скопления легких газов, таких как водород и гелий, на Земле. Он считал, что в марсианской атмосфере нет водяного пара и что атмосфера Марса и шапки, вероятно, состоят из углекислого газа. Он предполагал, что на Юпитере следует ожидать обнаружения водорода и гелия и что у Тритона, самого большого спутника Нептуна, может быть атмосфера. Каждый из этих выводов соответствует современным данным или воззрениям. Он также заключил, что на Титане не должно быть воздуха – прогноз, с которым соглашаются некоторые современные теоретики, – хотя у Титана, похоже, своя точка зрения (см. главу 13).

В этот период также появляются фантастические гипотезы: например, высказанная его преподобием Дж. Бэконом, что было бы хорошо совершать астрономические наблюдения с больших высот (например, с неуправляемого аэростата). Он предположил, что это будет иметь по крайней мере два преимущества: лучший обзор и ультрафиолетовая спектроскопия. Позже Годдард внес похожие предложения для запуска космических обсерваторий (глава 18).

Ранее Герман Фогель с помощью визуальной спектроскопии обнаружил линию поглощения 6183 Å в спектре Сатурна. Впоследствии Международная компания цветной фотографии Чикаго выпустила фотографические пластинки, которые были настолько хороши, что позволяли зарегистрировать такие длины волн, как H-альфа[180] в красной области спектра у звезды пятой величины. Эту новую эмульсию использовали в Йеркской обсерватории, и Хейл докладывал, что у колец Сатурна не было обнаружено линии поглощения 6183 Å. Линия, которая, как сейчас известно, находится в области 6190 Å, – это линия 6v3 метана.

Другую реакцию на труды Персиваля Лоуэлла мы видим в обращении Джеймса Килера на открытии Йеркской обсерватории:

Очень жаль, что именно обитаемость планет, предмет, о котором астрономы знают немного, выбрал своей темой исследования фантазер, для которого от обитаемости до обитателей – лишь один очень короткий шаг. В результате его изобретательности факт и вымысел стали неразрывно связаны в уме любителя, который приучается рассматривать контакт с жителями Марса как проект, заслуживающий серьезного изучения (для которого он может даже пожелать дать деньги научным сообществам), и который не знает, что его считают причудой те самые люди, чьи труды воспламенили воображение романиста. Когда его заставляют понять истинное состояние наших знаний об этих предметах, он чувствует сильное разочарование и определенное возмущение по отношению к науке, как будто эти представления были ему навязаны. Наука не ответственна за ошибочные идеи, которые, не имея твердой почвы, постепенно отмирают и забываются.

Обращение Саймона Ньюкома по этому случаю содержит некоторые замечания, которые относятся, возможно, немного идеалистически к этому научному труду:

Должен ли человек, таким образом привлеченный к исследованию природы непреодолимой страстью, вызывать зависть или сочувствие? Ни в какой другой работе не приходит такая уверенность к тому, кто ее заслуживает. Никакая жизнь не доставляет такого удовольствия, как та, чья энергия посвящена следованию врожденным импульсам природы человека. Исследователь истины мало подвержен разочарованиям, которые ждут амбициозного человека в других сферах деятельности. Приятно принадлежать братству, охватывающему весь мир, в котором не существует соперничества, кроме того, чтобы стараться сделать работу лучше других, в то время как взаимное восхищение подавляет ревность… Так же как великим капитаном промышленности движет любовь к богатству, политиком – любовь к власти, так астрономом движет любовь к знаниям ради знаний, а не ради их применения. Все же он гордится тем, что его наука послужила больше человечеству, чем себе… Он чувствует, что человек живет не хлебом единым. Если знание того, какое место мы занимаем во Вселенной, – это не более чем хлеб, то это определенно что-то, что мы должны поместить сразу после средств к существованию.

Прочитав публикации астрономов, сделанные три четверти столетия назад, я почувствовал непреодолимое искушение представить собрание Американского астрономического общества – или какое название оно будет носить к тому времени – по случаю 150-летней годовщины и предугадать, как будут оцениваться наши нынешние проекты.

Когда мы изучаем литературу конца XIX в., нас забавляют некоторые споры о солнечных пятнах и впечатляет, что эффект Зеемана[181] считался не лабораторной диковинкой, а тем, чему астрономы должны уделить особое внимание. Эти две нити переплелись, как будто служили прообразом в сделанном несколько лет спустя открытии Дж. Хейлом сильных магнитных полей в солнечных пятнах.

Также мы находим бесчисленное количество статей, в которых существование звездной эволюции предполагается, но ее природа остается нераскрытой, в которых гравитационное сжатие Кельвина – Гельмгольца[182] считалось единственным возможным источником энергии звезд и ядерную энергию даже не предвидели. Но в то же время и иногда в том же выпуске Astrophysical Journal упоминается любопытное исследование по радиоактивности некого Беккереля во Франции. Здесь мы снова видим, как две, казалось бы, не связанные нити, которым предназначено переплестись сорок лет спустя, проходят сквозь наш обзор астрономии за несколько лет в конце XIX в.

Есть много связанных примеров: например, в интерпретации серии спектров неводородных элементов, увиденных в телескоп и изученных в лаборатории. Новая физика и новая астрономия были взаимодополняющими сторонами зарождающейся науки астрофизики.

Соответственно, сложно не задуматься о том, сколько глубоких споров в настоящем – например, о природе квазаров, или свойствах черных дыр, или геометрии пульсаров – должны ждать переплетения с новыми разработками в области физики. Если опыт семидесятипятилетней давности способен служить ориентиром, то сегодня уже есть люди, которые смутно догадываются, какая физика соединится с какой астрономией. И через несколько лет эта связь будет считаться очевидной.

Мы также видим в материалах XIX столетия ряд случаев, где методы наблюдения или их интерпретации по нынешним стандартам явно ошибочны. Один из худших примеров – периоды вращения планет, выведенные до десяти значащих цифр путем сравнения сделанных разными людьми двух рисунков, показывающих такие характерные черты, которых, как мы теперь знаем, вообще не существует. Но есть и многие другие, включая изобилие «измерений двойных звезд», объектов, находящихся на большом расстоянии друг от друга, которые в основном физически не связаны между собой; интерес к воздействию давления и других факторов на частоты спектральных линий, когда никто не обращает внимание на анализ кривой роста[183]; и желчные споры о наличии или отсутствии некого вещества, основанные только на визуальной спектроскопии.

Также любопытна разобщенность физики и поздневикторианской астрофизики. В разумных пределах сложная физика является почти исключительно сферой геометрической и физической оптики, фотографического процесса и небесной механики. Строить теории звездной эволюции, основанные на звездных спектрах, и не задумываться о зависимости намагничивания и ионизации от температуры или пытаться вычислить температуру лунного грунта, не решив уравнение теплопроводности Фурье, кажется мне странным. Когда современный читатель видит детальные лабораторные спектры, полученные в ходе эксперимента, ему не терпится, чтобы Бор, Шрёдингер и их последователи пришли и разработали квантовую механику.

Интересно, сколько наших нынешних споров и самых известных теорий будут отличаться с точки зрения 2049 г. некачественными наблюдениями, посредственными интеллектуальными достоинствами или недостаточным пониманием физики. Мне кажется, что сегодня мы более самокритичны, чем были ученые в 1899 г., что благодаря большему количеству астрономов мы проверяем результаты друг друга чаще и что отчасти благодаря существованию таких организаций, как Американское астрономические общество, стандарты обмена результатами и их обсуждения значительно повысились. Я надеюсь, что наши коллеги в 2049 г. согласятся с этим.

Главными достижениями 1899–1974 гг. были технологии. Но в 1899 г. был создан самый большой в мире рефрактор. Он все еще является самым большим в мире. Начали разрабатывать зеркальный телескоп с апертурой 100 дюймов. За прошедшие годы мы увеличили апертуру только в два раза. Но что наши коллеги из 1899 г. – живущие после Герца, но до Маркони – сделали бы с помощью обсерватории Аресибо, или Очень большой антенной решетки[184], или радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ)? Или если бы стали разрешать споры о периоде вращения Меркурия посредством радиолокационной спектроскопии Доплера? Или проверяли бы природу лунной поверхности, привезя грунт на Землю? Или исследовали бы проблему природы и обитаемости Марса, обращаясь вокруг него по орбите в течение года и сделав 7200 фотографий, качество каждой из которых выше, чем лучшие фотографии Луны 1899 г.? Или высадились бы на планету с системами формирования изображений, оборудованием для микробиологических исследований, сейсмометрами и газовым хроматографом / масс-спектрометрами, которых в 1899 г. не существовало даже в мыслях? Или тестировали бы космологические модели посредством орбитальной ультрафиолетовой спектроскопии межзвездного дейтерия, когда в 1899 г. не были известны ни модели для тестирования, ни существование атома, который их тестирует, не говоря уже о методах наблюдения?

Ясно, что за прошедшие 75 лет американская и мировая астрономия продвинулась далеко от даже самых смелых размышлений астрономов поздневикторианской эпохи. А за следующие 75 лет? Мы можем делать только скучные прогнозы. Мы полностью изучим электромагнитный спектр от довольно коротких гамма-лучей до довольно длинных радиоволн. Мы пошлем автоматические космические аппараты на все планеты и большинство спутников Солнечной системы. Мы запустим космический аппарат к Солнцу, чтобы экспериментальным путем изучить строение звезды, начав, возможно, – из-за низких температур – с солнечных пятен. Хейл бы это оценил. Я считаю вполне возможным, что через 75 лет мы запустим субрелятивистский космический корабль, путешествующий со скоростью около 0,1 скорости света, к ближайшим звездам. Среди других преимуществ такие миссии позволят непосредственно изучить межзвездную среду и дать нам более длинную базовую линию для РСДБ, чем многие могут вообразить сегодня. Нам нужно будет изобрести новую превосходную степень, чтобы обозначать «очень», – возможно, «ультра». Природа пульсаров, квазаров и черных дыр должна быть к тому времени хорошо изучена, а также получены ответы на некоторые фундаментальные космологические вопросы. Даже возможно, что мы установим регулярное сообщение с цивилизациями на планетах других звезд и будем получать знания об астрономии, а также многих других науках из своего рода Галактической энциклопедии, которую будут посылать на очень высоких скоростях на некую огромную систему радиотелескопов.

Но, когда люди будут читать про астрономию спустя три четверти века, я думаю, кроме межзвездных контактов, эти достижения, хотя и интересные, будут считаться довольно старомодной астрономией и что реальные границы и фундаментальный научный интерес будет сосредоточен в областях, которые зависят от новой физики и новых технологий, о которых сегодня мы можем в лучшем случае догадываться.

Всю нашу историю мы думали о звездах и гадали, уникально ли человечество или где-то еще в темноте ночного неба живут другие существа, которые способны, как и мы, размышлять и задаваться вопросами, братья по разуму в космосе. Такие существа могут оценивать себя и Вселенную иначе, чем мы. Где-то еще могут существовать в высшей степени экзотичные живые организмы, и технологии, и общества. В космосе, столь безбрежном и столь давно существующем, что это выходит за границы обычного человеческого понимания, мы немного одиноки, и мы задумываемся о конечном предназначении, если оно есть, нашей крошечной, но изумительной голубой планеты. Поиск внеземного разума – это поиск приемлемого космического контекста для человеческого вида в целом. В самом глубоком смысле поиск внеземного разума – это поиск самих себя.

За последние несколько лет – за одну миллионную продолжительности жизни нашего вида на этой планете – мы достигли выдающегося технического уровня, который позволяет нам искать невообразимо далекие цивилизации, даже если они не более развитые, чем мы. Это средство для поиска называется радиоастрономией и включает одиночные радиотелескопы, систему или комплекс радиотелескопов, чувствительные радиоприемники, новейшие компьютеры для обработки полученных данных, а также воображение и навыки преданных своему делу ученых. Радиоастрономия за последнее десятилетие открыла новое окно в физическую Вселенную. Она может также, если мы приложим усилия, пролить свет и на биологическую Вселенную.

Некоторые ученые, работающие над вопросом внеземного разума, и я среди них, попытались оценить количество продвинутых технических цивилизаций, которые мы определили как общества, использующие радиотелескопы, в галактике Млечный Путь. Такая оценка не лучше догадок. Для этого нужно количественно оценить множество величин – число и возраст звезд, количество планетных систем и вероятность зарождения жизни (которую оценить гораздо сложнее), а также вероятность эволюции разумной жизни и продолжительность жизни технических цивилизаций, о чем мы на самом деле почти ничего не знаем.

Когда мы делаем арифметические подсчеты, мы получаем обычно порядка миллиона технических цивилизаций. Миллион цивилизаций – невероятно большое количество, и так волнительно представлять разнообразие, стиль жизни и коммерческую деятельность этого миллиона миров. Но галактика Млечный Путь содержит около 250 млрд звезд, и даже с миллионом цивилизаций в лучшем случае лишь одна звезда из 200 000 имела бы планету, населенную продвинутой цивилизацией. Поскольку мы не имеем представления, какие звезды являются потенциальными кандидатами, мы будем вынуждены изучать огромное количество звезд. Такие расчеты указывают на то, что поиск внеземного разума может потребовать значительных усилий.

Несмотря на рассказы о древних астронавтах и неопознанных летающих объектах, убедительных доказательств посещений Земли другими цивилизациями в прошлом нет (см. главы 5 и 6). Наши возможности сводятся к регистрации сигналов из космоса, и среди технических средств дальнего действия, которые доступны на нашем техническом уровне, радио намного превосходит все остальные. Радиотелескопы относительно недороги, радиосигналы распространяются со скоростью света, быстрее и быть не может, и использование радиопосланий для межзвездной связи нельзя счесть недальновидностью или антропоцентризмом. К радиоволнам относится большая часть электромагнитного спектра, и любая техническая цивилизация где бы то ни было в галактике уже должна была открыть радио – так же, как за последние несколько столетий мы исследовали весь электромагнитный спектр – от коротких гамма-лучей до очень длинных радиоволн. Продвинутые цивилизации могут также использовать и какие-то другие средства коммуникации для связи с цивилизациями такого же технического уровня. Но, если они хотят общаться с более отсталыми или недавно появившимися цивилизациями, существует только несколько очевидных методов, главный из которых – радиоволны.

Первая серьезная попытка услышать возможные радиосигналы от других цивилизаций была предпринята в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, в 1959 и 1960 гг. Она была подготовлена Фрэнком Дрейком, который сейчас работает в Корнельском университете, и была названа проектом «Озма» в честь принцессы Страны Оз, места очень экзотического, очень далекого и очень труднодоступного. Дрейк изучал две ближайшие звезды – Эпсилон Эридана и Тау Кита – в течение нескольких недель, и результаты оказались отрицательными. Положительные результаты стали бы неожиданностью, потому что, как мы убедились, даже довольно оптимистическая оценка количества технических цивилизаций в галактике показывает, что для того, чтобы добиться успеха, нужно посредством случайного выбора изучить несколько сотен тысяч звезд.

С момента создания проекта «Озма» в Соединенных Штатах, Канаде и Советском Союзе было проведено шесть или восемь аналогичных программ довольно скромного уровня. Все результаты были отрицательными. Общее количество звезд, изученных на данный момент, таким образом, составляет менее 1000. Мы выполнили около одной десятой доли процента поставленной задачи.

Однако все указывает на то, что в относительно близком будущем могут потребоваться гораздо более серьезные усилия. До настоящего момента программы наблюдения лишь изредка выполнялись с помощью больших телескопов, бо́льшую же часть времени для этого использовались очень маленькие радиотелескопы. Всестороннее изучение этой проблемы недавно провел комитет НАСА под руководством Филипа Моррисона из Массачусетского технологического института. Комитет рассмотрел широкий ряд вариантов, включая новые (и дорогие) огромные наземные и радиотелескопы космического базирования. Он также указал на то, что можно достичь прогресса и с меньшими затратами, разработав более чувствительные радиоприемники и компьютеризированные системы обработки данных. В Советском Союзе есть государственная комиссия, которая занимается организацией поиска внеземного разума, и недавно установленный большой радиотелескоп РАТАН-600 на Кавказе предназначен в том числе и для этого. Наряду с последними выдающимися достижениями в области радиотехники в научных кругах и у широкой публики резко возрос интерес ко всей теме внеземной жизни. Явным признаком нового отношения стали миссии «Викинга» на Марс, которые в значительной степени посвящены поиску жизни на другой планете.

Но с началом серьезного поиска появились и негативные мнения, тем не менее представляющие интерес. Некоторые ученые в последнее время задают любопытный вопрос: если внеземной разум существует, почему мы еще не видели его проявлений? Подумайте о достижениях нашей технической цивилизации за последние 10 000 лет и представьте, что такой прогресс продолжается в течение миллионов или миллиардов лет. Если даже крошечная часть цивилизаций на миллионы или миллиарды лет более продвинута, чем наша, почему они не создали артефакты, устройства или хотя бы не вызвали промышленное загрязнение такой интенсивности, что мы бы их заметили? Почему они не переделали для своего удобства всю Галактику?

Скептики также спрашивают, почему нет четких доказательств инопланетных визитов на Землю. Мы уже запустили медленный и скромный межзвездный космический корабль. Общество, более развитое, чем наше, должно иметь возможность легко и непринужденно совершать межзвездные перелеты. За миллионы лет такие общества должны были основать колонии, которые могли бы сами запускать межзвездные экспедиции. Почему их здесь нет? Хочется сделать вывод, что существует в лучшем случае несколько продвинутых внеземных цивилизаций – или потому что по статистике мы одна из первых технических цивилизаций, или потому что судьба всех таких цивилизаций – уничтожить себя прежде, чем они продвинутся гораздо дальше, чем мы.

Мне кажется, что отчаиваться совершенно преждевременно. Все такие аргументы зависят от того, сможем ли мы правильно предсказать намерения существ, намного более развитых, чем мы, и, если изучить эти аргументы более внимательно, я думаю, мы увидим в них проявление человеческого тщеславия. Почему мы рассчитываем, что будет легко распознать признаки очень продвинутых цивилизаций? Разве наша ситуация не близка к положению членов изолированного общества, скажем, в бассейне Амазонки, у которых нет устройств, чтобы уловить мощные сигналы международных радио- и телепередач, которые окружают их со всех сторон? Также в астрономии есть широкий ряд не до конца понятых явлений. Могут ли модуляция сигнала пульсаров или источник энергии квазаров, например, иметь технологическое происхождение? Или, возможно, существует галактическая этика невмешательства в отсталые или находящиеся в стадии становления цивилизации. Возможно, считается правильным выждать какое-то время, прежде чем идти на контакт, чтобы сначала дать нам беспристрастную возможность уничтожить себя, если мы к этому склонны. Возможно, все общества, значительно более развитые, чем наше, достигли эффективного личного бессмертия и потеряли мотивацию совершать межзвездные путешествия, которая может, насколько мы знаем, быть типичной потребностью только молодой цивилизации. Возможно, зрелые цивилизации не хотят загрязнять космос. Таких «возможно» очень длинный список, и только несколько из них мы можем оценить хоть с какой-то долей уверенности.

Вопрос о внеземных цивилизациях кажется мне полностью открытым. Лично я думаю, что гораздо сложнее понять Вселенную, в которой мы является единственной технической цивилизацией или одной из очень немногих, чем постигать космос, наполненный разумной жизнью. Многие аспекты этой проблемы, к счастью, можно проверить экспериментальным путем. Мы можем поискать планеты у других звезд, искать простые формы жизни на таких ближайших планетах, как Марс, и провести более глубокие лабораторные исследования в области химических основ возникновения жизни. Мы можем глубже исследовать эволюцию организмов и обществ. Эта проблема требует долгосрочного, непредвзятого, систематического поиска, где природа будет единственным судьей того, что вероятно, а что нет.

Если в галактике Млечный Путь миллион технических цивилизаций, среднее расстояние между цивилизациями составляет около 300 световых лет. Поскольку световой год – это расстояние, которое проходит свет за один год (почти 9,6 трлн км), это означает, что время передачи сообщения в один конец для межзвездной коммуникации от ближайшей цивилизации составляет около 300 лет. Время вопроса и ответа составит 600 лет. Поэтому межзвездные диалоги гораздо менее вероятны – особенно во время первого контакта, – чем монологи. На первый взгляд, кажется самоотверженностью, что цивилизация передает радиосообщения без надежды узнать, по крайней мере в непосредственном будущем, получены ли они и каким может быть на них ответ. Но люди часто делают то же самое: например, закапывают капсулы с посланием, чтобы их нашли будущие поколения, или даже пишут книги, сочиняют музыку и создают предметы искусства для последующих поколений. Цивилизация, которой в прошлом помогло такое сообщение, может также выразить желание принести пользу другим зарождающимся техническим обществам.

Чтобы программа радиопоиска принесла положительные результаты, Земля должна находиться среди таких обществ. Если бы передающая сигнал цивилизация была только немногим более развита, чем наша, она бы обладала достаточной радиомощностью для осуществления межзвездной связи – возможно, настолько большой, что передачу могли бы поручить относительно небольшим группам радиолюбителей и сторонников примитивных цивилизаций. Если бы правительства всех планет или союз миров осуществляли этот проект, можно было бы передать сигнал очень большому количеству звезд, настолько большому, что сообщение отразилось бы и в нашу сторону, даже если бы не было причин обращать особое внимание на нашу область неба.

Очевидно, что коммуникация возможна даже без предварительного соглашения или контакта между передающей и принимающей цивилизациями. Несложно представить межзвездное радиосообщение, источником которого однозначно является разумная жизнь. Модулированный сигнал (бип, бип-бип, бип-бип-бип…), составляющий числа 1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31 – первую дюжину простых чисел, может иметь только биологическое происхождение. Для объяснения этого не требуется никакого предварительного соглашения между цивилизациями и никаких предосторожностей, направленных против земного шовинизма.

Такое сообщение служило бы объявлением или сигналом, указывающим на присутствие продвинутой цивилизации, но мало что говорило бы о ее природе. Радиомаяк мог бы также обозначать особую частоту, на которой можно поймать главное сообщение, или мог бы указывать на то, что главное сообщение можно поймать при более высоком временно́м разрешении на частоте радиомаяка. Передача довольно сложной информации не представляет особой трудности даже для цивилизаций совершенно разной биологической природы и с различными общественными нормами. Можно передавать арифметические уравнения, и истинные, и ложные, сопровождая каждое соответствующим кодовым словом (с помощью тире и точек, например), которые будут обозначать истинные и ложные понятия, концепции, которые многие люди могут посчитать чрезвычайно сложными для передачи в таком контексте.

Но, несомненно, самый многообещающий метод – посылать картинки. Повторяющееся сообщение, которое представляет собой произведение двух простых чисел, явно будет декодировано как двумерный массив[186] или растр[187], то есть картинка. Произведением трех простых чисел могут быть трехмерная картинка или один кадр двумерного фильма. В качестве примера такого сообщения рассмотрим ряд нулей и единиц, которые могут быть обозначены длинными и короткими звуковыми сигналами, или тонами на двух соседних частотах, или тонами разных амплитуд, или даже сигналами с разной поляризацией. В 1974 г. такое сообщение было передано в космос с 305-метровой антенны в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, где исследования проводятся Корнельским университетом в кооперации с Национальным научным фондом США. Это произошло во время церемонии, посвященной обновлению покрытия тарелки Аресибо, самого большого радиотелескопа на планете Земля. Сигнал послали к звездному скоплению под названием М13, шаровому скоплению, состоящему из миллиона отдельных звезд, которые находились над головой у собравшихся во время церемонии. Поскольку М13 находится на расстоянии 24 000 световых лет, сообщение дойдет туда через 24 000 лет. Если какое-либо способное ответить живое существо нас слушает, пройдет 48 000 лет, прежде чем мы получим ответ. Сообщение, отправленное с Аресибо, безусловно, не представляло собой серьезной попытки межзвездной связи, а являлось демонстрацией выдающихся достижений земных радиотехнологий.

В декодированном сообщении сказано примерно следующее: «Вот как мы считаем от одного до десяти. Вот атомные числа пяти химических элементов – водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора, – которые для нас интересны и важны. Вот как эти атомы связаны друг с другом: молекулы аденина, тимина, гуанина и цитозина, присоединенные к цепи, состоящей из чередующихся молекул сахаров и фосфатов. Эти молекулярные строительные блоки, в свою очередь, формируют длинную молекулу ДНК, состоящую примерно из 4 млрд звеньев в цепочке. Эта молекула представляет собой двойную спираль. В некотором роде эта молекула важна для неуклюжего создания, которое составило это сообщение. Это создание ростом 14 длин радиоволн[188], или около 176 см. Таких существ около 4 млрд на третьей планете от нашей звезды. Планет всего девять – четыре малых во внутренней части системы, четыре больших – во внешней ее части и одна малая с краю. Это сообщение отправлено вам с благосклонной помощью радиотелескопа, чей диаметр – 2430 длин волн, или 306 м. Искренне ваши».

Вполне вероятно, что посредством множества похожих графических сообщений, каждое из которых соответствует остальным и подтверждает их, можно установить почти однозначную межзвездную радиосвязь даже между двумя цивилизациями, которые никогда не встречались. Наша непосредственная цель заключается не в том, чтобы послать такие сообщения, потому что мы еще очень молоды и неразвиты, а в том, чтобы услышать что-нибудь.

Распознание разумных радиосигналов из глубин космоса приблизило бы нас к пониманию со всей научной объективностью многих самых глубоких вопросов, которые занимали ученых и философов с доисторических времен. Такой сигнал показал бы, что происхождение жизни – это не какое-то необычное, сложное или невероятное событие. Он означал бы, что за миллиарды лет естественного отбора простые формы жизни в основном эволюционируют в сложные и разумные формы, как на Земле, и что такие разумные формы жизни обычно создают развитые технологии, как и случилось здесь. Но вряд ли передачи, которые мы получим, будут от общества нашего уровня технологий. У общества, лишь немного отстающего от нашего, вообще нет радиоастрономии. Вероятнее всего, сообщение будет получено от цивилизации, находящейся на уровне нашего далекого технологического будущего. Таким образом, даже прежде, чем мы расшифруем такое сообщение, мы получим бесценное знание о том, что можно избежать опасности того периода истории, через который мы сейчас проходим.

Кое-кто, рассматривая наши глобальные проблемы здесь, на Земле, – широко распространенные противостояния между государствами, ядерные арсеналы, увеличение численности населения, неравенство между бедными и богатыми, недостаток еды и других ресурсов и неосторожное изменение окружающей среды – приходит к выводу, что мы живем в системе, которая внезапно стала нестабильной и обречена на скорое разрушение. Другие считают, что наши проблемы решаемы, что человечество все еще находится в детском возрасте, что однажды и вскоре мы повзрослеем. Получив одно-единственное сообщение из космоса, мы бы узнали, что можно пережить эту техническую юность: ведь цивилизация, отправившая это послание, выжила. Такое знание, мне кажется, дорогого стоит.

Еще одним возможным последствием межзвездного послания может быть укрепление связей между людьми и другими живыми существами на нашей планете. Несомненно, эволюция учит нас тому, что в других местах живые организмы могут пойти совершенно иным эволюционным путем, что их химия и биология и, скорее всего, социальная организация будут абсолютно несхожа с земными. Вполне может оказаться, что мы будем способны общаться с ними, потому что мы делим общую Вселенную – потому что законы физики, химии и астрономии универсальны. Но они всегда могут в глубочайшем смысле отличаться от нас. И на фоне этих отличий вражда, которая разделяет людей на Земле, может показаться ничтожной. Различия между отдельными расами и национальностями, религиями и полами, вероятно, окажутся незначительными по сравнению с различиями между людьми и всеми внеземными разумными существами.

Если сообщение придет с помощью радиосигналов, передающую и принимающую цивилизацию будет объединять по крайней мере общее знание радиофизики. В силу общности физических наук многие ученые ожидают, что сообщения от внеземных цивилизаций можно будет расшифровать – вероятно, медленно и неточно, но тем не менее недвусмысленно. Никто не способен детально предсказать, какими будут последствия такой дешифровки, потому что никто не знает заранее, какова будет природа подобного сообщения. Поскольку передача, скорее всего, будет от цивилизации намного более развитой, чем мы, можно ждать поразительных открытий в области физики, биологии и социологии с необычной точки зрения совершенно иного разума. Но дешифровка, вероятно, займет несколько десятилетий.

Некоторые волнуются, что сообщение от более развитого общества может привести к тому, что мы потеряем веру в наше собственное, отбить у нас желание делать новые открытия, если окажется, что эти открытия уже кем-то сделаны, или иметь другие негативные последствия. Это все равно как если бы ученик бросил школу, потому что его учителя и учебники обладают более глубокими знаниями, чем он. Мы вольны игнорировать межзвездное сообщение, если посчитаем его оскорбительным. Если мы решим не отвечать, отправившая послание цивилизация никак не определит, что ее сообщение было получено и понято на крошечной далекой планете Земля. Перевод радиосообщения из глубин космоса, к которому мы можем подходить со всей желаемой нами неторопливостью и настороженностью, похоже, не представляет собой особой угрозы для человечества, но зато может таить в себе величайшие практические и философские перспективы.

В частности, в первых строчках такого сообщения могут быть подробные указания, как избежать техногенной катастрофы при переходе от юности к зрелости. Возможно, в посланиях от более продвинутых цивилизаций будет описано, какие пути культурной эволюции приведут к стабильности и долговечности разумного вида и какие пути ведут к застою, вырождению или катастрофе. Конечно, нет никакой гарантии, что межзвездное сообщение будет иметь такое содержание, но было бы безрассудством игнорировать такую возможность. Вероятно, существуют все еще не раскрытые на Земле простые решения проблем нехватки пищи, роста населения, энергоснабжения, истощения ресурсов, загрязнения и войн.

Хотя между цивилизациями, безусловно, будут различия, могут существовать законы развития, которые невозможно понять, пока не окажется доступной информация об эволюции многих цивилизаций. Из-за нашей изоляции от остального космоса мы обладаем информацией об эволюции только одной цивилизации – нашей собственной. И самый важный аспект этой эволюции – будущее – остается для нас закрытым. Может, это маловероятно, но все же вполне возможно, что будущее человеческой цивилизации зависит от получения и расшифровки межзвездных сообщений от внеземных цивилизаций.

А что если мы посвятим много времени поиску внеземного разума и не получим никаких результатов? Даже в таком случае мы не потратим наше время зря. Мы разработаем важную технологию, которую наша собственная цивилизация может применять для других целей. Мы значительно пополним наши знания о физической Вселенной. И мы проверим значимость и уникальность нашего вида, нашей цивилизации и нашей планеты. Ведь если разумная жизнь встречается редко или вовсе больше нигде не встречается, мы узнаем кое-что важное о редкости и ценности нашей культуры и нашего биологического наследия, прошедшего шаг за шагом более 4,6 млрд лет мучительной истории эволюции. Такое открытие подчеркнет, как не смогло бы, возможно, ничто другое, нашу ответственность за вызовы нашего времени: наиболее вероятное объяснение отрицательных результатов после всеобъемлющего и изобретательного поиска заключается в том, что общества, как правило, уничтожают сами себя, прежде чем достигнут уровня, необходимого для установления высокомощной радиосвязи. Интересно, что организация поиска межзвездных радиосообщений, независимо от результата, может оказать объединяющее и конструктивное влияние на условия существования людей в целом.

Но мы не узнаем результата такого поиска, тем более содержания сообщений от межзвездных цивилизаций, если не предпримем серьезные попытки услышать сигналы. Возможно, цивилизации делятся на два больших класса: на тех, что предпринимают такие попытки, добиваются контакта и становятся новыми членами свободно связанной федерации галактических сообществ, и тех, которые не могут или предпочитают не предпринимать таких попыток или которым не хватает на это воображения и вследствие этого они вскоре приходят в упадок и исчезают.

Сложно придумать другой проект в пределах наших возможностей и при этом относительно недорогой, который был бы столь же многообещающим для будущего человечества.

Впоследнее время я часто делаю научные доклады перед широкой аудиторией. Иногда меня просят рассказать о планетных исследованиях и природе других планет, иногда о происхождении жизни или разума на Земле, иногда о поиске жизни в космосе и иногда о великих космологических перспективах. Поскольку я более или менее в курсе всех этих тем, меня очень интересуют вопросы аудитории. Они показывают взгляды людей и демонстрируют, какие проблемы вызывают их озабоченность. Самые распространенные вопросы касаются неопознанных летающих объектов и древних астронавтов, что, как я считаю, является плохо замаскированными религиозными темами. Почти всегда задают вопрос, особенно после лекции, в которой я рассуждаю об эволюции жизни или разума: «Вы верите в Бога?» Поскольку слово «Бог» для разных людей означает разное, я часто спрашиваю в ответ, что человек имеет в виду под словом «Бог». К моему удивлению, этот вопрос зачастую приводит в недоумение: «О, ну знаете, Бог. Каждый знает, кто такой Бог». Или «Ну, какая-то сила, которая сильнее нас и существует во всей Вселенной». Таких сил довольно много. Одна из них называется гравитация, но ее не часто идентифицируют с Богом. И не каждый знает, что подразумевает слово «Бог». Эта концепция включает широкий ряд идей. Некоторые люди думают, что Бог – это огромный мужчина со светлой кожей и длинной белой бородой, сидящий на троне где-то там наверху в небе, который подсчитывает падение каждой птички. Другие (например, Барух Спиноза и Альберт Эйнштейн) рассматривали Бога, по сути, как общую сумму физических законов, которые описывают Вселенную. Я не знаю ни одного убедительного доказательства существования антропоморфных патриархов, контролирующих человеческую судьбу с некой скрытой небесной точки наблюдения, но было бы безумием отрицать существование физических законов. Верим мы в Бога или нет – во многом зависит от того, что мы имеем в виду под «Богом».

В мировой истории существовали, вероятно, десятки тысяч разных религий. Среди религиозных убеждений встречается питаемое добрыми намерениями мнение, что все они, по сути, идентичны. С точки зрения глубинного психологического резонанса многие религии действительно могут быть схожи между собой по своей сути, но что касается ритуалов, доктрин и апологий[189], которые считаются подлинными, разнообразие организованных религий поразительно. Религии человечества содержат взаимоисключающие утверждения по таким фундаментальным вопросам, как единобожие или многобожие, происхождение зла, реинкарнация, идолопоклонство, магия и колдовство, роль женщин, диетические предписания, обряд инициации, ритуальное жертвоприношение, прямой или опосредованный доступ к божествам, рабство, нетерпимость к другим религиям и группам лиц, к которым применяются специальные этические критерии. Мы не окажем услугу ни одной религии в общем или любой доктрине в частности, если попытаемся сгладить эти различия. Наоборот, я считаю, мы должны понимать разницу в мировосприятии, из которой происходят разные религии, и пытаться понять, какие человеческие нужды удовлетворяются этими различиями.

Бертран Рассел как-то рассказывал о том, что его арестовали, потому что он мирно протестовал против вступления Британии в Первую мировую войну. Тюремщик спросил – тогда это был обычный вопрос для новоприбывших – о вероисповедании Рассела. Рассел ответил: «Агностик», и его попросили произнести это слово по буквам. Тюремщик мягко улыбнулся, покачал головой и сказал: «Существует множество разных религий, но я думаю, мы все восхваляем одного и того же Бога». Рассел заметил, что эта реплика приободрила его на несколько недель. И хотя вряд ли что-то еще могло приободрить его в той тюрьме, ему в заключении удалось написать целое «Введение в математическую философию» (Introduction to Mathematical Philosophy)[190] и начать читать материал для своего труда «Анализ сознания» (The Analysis of Mind).

Многие люди, которые спрашивают, верю ли я в Бога, ждут подтверждения, что их индивидуальная система убеждений, какой бы она ни была, соответствует современным научным знаниям. Религия страдает в своей конфронтации с наукой, и многие люди – но ни в коем случае не все – не хотят принимать теологические убеждения, которые слишком явно противоречат тому, что мы знаем. «Аполлон-8» был первым пилотируемым космическим кораблем, который облетел Луну. В более или менее спонтанном порыве астронавты «Аполлона-8» прочитали первый стих из Ветхого Завета, отчасти, я думаю, для того, чтобы заверить налогоплательщиков в Соединенных Штатах, что пилотируемый полет на Луну не противоречит традиционным религиозным воззрениям. С другой стороны, правоверные мусульмане были в ярости, когда астронавты «Аполлона-11» высадились на Луну, потому что Луна в исламе имеет особое священное значение. В другом религиозном контексте: после первого орбитального полета Юрия Гагарина Никита Хрущев, председатель Совета Министров СССР, заметил, что Гагарин не наткнулся там ни на каких богов или ангелов, то есть Хрущев заверил свою аудиторию, что пилотируемый орбитальный полет совместим с ее убеждениями.

В 50-х гг. ХХ в. советский профессиональный журнал «Вопросы философии» опубликовал статью, в которой утверждалось – очень неубедительно, как мне кажется, – что в соответствии с диалектическим материализмом на каждой планете должна быть жизнь. Некоторое время спустя появилось отчаянное официальное опровержение, отделяющее диалектический материализм от экзобиологии. Точный прогноз в области, которую активно изучают, позволяет опровергнуть доктрины. Формальная религия менее всего хочет оказаться уязвимой перед опровержением с помощью эксперимента, который пошатнет основы религии. Так что тот факт, что на Луне не было обнаружено жизни, не пошатнул основы диалектического материализма. Доктрины, которые не делают прогнозов, менее убедительны, чем те, которые делают верные прогнозы, но они, в свою очередь, успешнее, чем доктрины, которые делают ложные прогнозы.

Но не всегда. Одна выдающаяся американская религия убедительно прогнозировала, что конец света наступит в 1914 г. Что ж, 1914 г. наступил и прошел, и – хотя события того года, безусловно, были важными – конец света не наступил, по крайней мере насколько я могу судить. Организованная религия может дать по крайней мере три ответа касательно такого неудачного глобального предсказания. Они могли бы сказать: «О, мы сказали “1914”? Приносим извинения, мы имели в виду “2014”. Небольшая ошибка в расчетах. Надеемся, это не причинило вам каких-либо неудобств». Но они этого не сказали. Они могли сказать: «Что ж, конец света наступил бы, если бы мы не молились очень усердно и не ходатайствовали перед Богом, чтобы он пощадил Землю». Но они и этого не сказали. Вместо этого они поступили гораздо более изобретательно. Они объявили, что конец света действительно наступил в 1914 г., и если все остальные не заметили, это был наш промах. Удивительно, учитывая такие явные увертки, что у этой религии вообще есть последователи. Но религии непоколебимы. Или они не делают никаких утверждений, которые можно опровергнуть, или они быстро преобразуют доктрину после опровержения. Тот факт, что религии могут быть столь бесстыдно нечестными, так пренебрежительно относиться к разуму своих последователей и при этом процветать, говорит не в пользу здравомыслия верующих. Но зато он указывает, если демонстрация вообще необходима, на то, что в основе религиозного опыта находится что-то, не поддающееся рациональному анализу.

Эндрю Уайт был интеллектуальным светочем, основателем и первым президентом Корнельского университета. Он был также автором необычной книги «Война науки с теологией в христианском мире» (The Warfare of Science with Theology in Christendom), которая считалась такой скандальной в то время, когда была опубликована, что ее соавтор попросил убрать его имя. Уайт был религиозным человеком[191]. Но он изложил длинную и болезненную историю ошибочных утверждений, которые религии сделали о природе мира, и показал, как преследовали людей, которые непосредственно изучали природу мира и обнаруживали, что она отличается от доктрины, и как подавляли их идеи. Пожилому Галилею католическая церковь угрожала пытками, потому что он заявил, что Земля вращается. Спиноза был изгнан раввинатом из иудейской общины, и вряд ли найдется организованная религия со строгим сводом доктрин, которая не преследовала людей за преступление открытого исследования. Собственная преданность Корнеля свободному от религии и политики исследованию не приветствовалась в последней четверти XIX в., поэтому министры считали, что выпускникам средней школы лучше не получить образование в колледже, чем учиться в таком нечестивом институте. На самом деле уже упоминавшаяся часовня Сейдж была построена отчасти для того, чтобы успокоить благочестивых, хотя я рад, что время от времени в ней предпринимались серьезные шаги в направлении открытого новым идеям экуменизма.

Многие противоречия, которые описывает Уайт, касаются первопричины. Раньше считалось, что каждое событие в мире (например, рассвет) происходило при непосредственном участии божества. Цветок не мог раскрыться сам. Бог должен был сказать: «Эй, цветок, раскройся». Применение этой идеи к человеческим делам зачастую в качестве социальных последствий лишает жизнь интереса. Прежде всего это подразумевает, что мы не отвечаем за наши действия. Если продюсером и режиссером театра мира является всемогущий и всеведущий Бог, разве не следует из этого, что любое зло, которое совершается, – промысел Божий? Я знаю, что эта идея вызывает замешательство на Западе, и, чтобы избежать его, делаются заявления о том, что то, что кажется злом, – на самом деле часть божественного плана, слишком сложного, чтобы его понять, или что Бог решил закрыть глаза на клубок причинно-следственных связей, когда вознамерился сотворить мир. Такие философские попытки уйти от проблемы имеют право на существование, но они склонны поддерживать неустойчивую онтологическую структуру[192]. Вдобавок идея микровмешательств в дела мира используется для поддержания установленных социальных, политических и экономических традиций. Была, например, идея о «Божественном праве королей», которую серьезно поддерживали такие философы, как Томас Гоббс. Если бы у вас имелись революционные мысли, скажем, по отношению к Георгу III, вас бы обвинили в богохульстве и нечестивости, религиозных преступлениях, а также в таких более обычных политических преступлениях, как предательство.

Многие законные научные вопросы тоже касаются начала и конца: каково происхождение человеческого вида? Откуда произошли растения и животные? Как возникла жизнь? Земля, планеты, Солнце, звезды? Имеет ли Вселенная начало, и если да, то какое? И наконец, еще более фундаментальный и экзотический вопрос, который многие ученые назвали бы, по сути, не поддающимся проверке и, следовательно, бессмысленным: почему законы природы такие, какие они есть? Идея, что Бог или боги влияют на возникновение чего-то из вышеперечисленного, неоднократно подвергалась критике за последние несколько тысяч лет. Поскольку мы знаем кое-что о фототропизме[193] и растительных гормонах, мы можем понять, что раскрытие цветков не зависит от божественного микровмешательства. То же самое касается всего клубка причинно-следственных связей, отслеженных во времени в обратном направлении вплоть до зарождения Вселенной. По мере того как мы узнаем о Вселенной все больше и больше, оказывается, что для Бога остается все меньше и меньше дел. Аристотель считал, что Бог – это неподвижная первопричина, король-бездельник, который сначала создал Вселенную, а потом откинулся на спинку стула и смотрит назад, сквозь века, наблюдая замысловатые переплетения причинно-следственных связей. Но это кажется абстрактным и далеким от повседневного опыта. Это немного неудобно и уязвляет человеческое самолюбие.

Люди испытывают естественное отвращение к бесконечной регрессии причин, и это отвращение лежит в основе самых известных и самых эффективных доказательств существования Бога, предоставленных Аристотелем и Фомой Аквинским. Но эти мыслители жили до того, как бесконечность стала математической величиной. Если бы дифференциальное и интегральное исчисление или арифметику трансфинитных чисел изобрели в Греции в V в. до н. э. и не запрещали впоследствии, история религий на Западе могла бы быть совсем другой – или, во всяком случае, мы бы видели меньше заявлений, что теологическую доктрину можно убедительно продемонстрировать посредством рациональных аргументов тем, кто отрицает утверждаемое божественное откровение, как попытался Фома Аквинский в трактате Summa Contra Gentiles[194].

Когда Ньютон объяснил движение планет универсальной теорией гравитации, больше не было необходимости в ангелах, которые подталкивали планеты. Когда Пьер Симон, маркиз де Лаплас, предложил объяснить происхождение Солнечной системы – правда, не происхождение материи – также с помощью физических законов, даже необходимость бога, создавшего все вещи, подверглась серьезным сомнениям. Говорят, что Лаплас подарил издание своего конструктивного математического труда «Небесная механика» (Mécanique céleste) Наполеону на борту корабля в Средиземном море во время наполеоновской экспедиции в Египет с 1798 по 1799 г. Через несколько дней, как рассказывают, Наполеон пожаловался Лапласу, что не нашел в тексте упоминания Бога[195]. Ответ Лапласа был записан: «Сир, я не нуждаюсь в этой гипотезе». Идея Бога как гипотезы, а не очевидной истины является преимущественно современной идеей на Западе, хотя она определенно обсуждалась ионийскими философами – и серьезно, и иронически – 2400 лет назад.

Часто считается, что по крайней мере зарождение Вселенной требует участия Бога – на самом деле это идея Аристотеля[196]. Эту точку зрения стоит рассмотреть поподробнее. Во-первых, вполне возможно, что Вселенная бесконечно древняя и, следовательно, не требует никакого Создателя. Это соответствует существующим знаниям о космологии, которые допускают существование циклической модели Вселенной, в которой события со времен Большого взрыва являются просто последним воплощением в бесконечной серии созданий и разрушений Вселенной. Но, во-вторых, давайте рассмотрим идею Вселенной, созданной каким-то образом Богом из ничего. Естественно возникает вопрос (и многие десятилетние дети спонтанно думают об этом, прежде чем их одергивают старшие): откуда появился Бог? Если мы ответим, что Бог бесконечно стар или присутствует одновременно во всех эпохах, мы ничего не решим, разве что на словах. Мы просто отступим на один шаг от решения этой проблемы. Бесконечно древняя Вселенная и бесконечно древний Бог – я думаю, равнозначные загадки. Не очевидно, почему одна должна считаться более значимой, чем другая. Спиноза мог бы сказать, что эти две вероятности совсем не являются разными идеями.

Думаю, разумно, сталкиваясь лицом к лицу с такими глубокими загадками, чувствовать небольшое смирение. Идея, что ученые или теологи при нашем нынешнем все еще слабом понимании этого огромного и потрясающего космоса могут понять происхождение Вселенной, ненамного глупее, чем идея, что астрономы Месопотамии 3000 лет назад – у которых древние евреи во время вавилонского плена позаимствовали космологические истории в «Книге Бытия» – могли понять происхождение Вселенной. Мы просто не знаем. В «Ригведе» (Х:129), одном из священных писаний индуизма, содержится более реалистичный взгляд на этот вопрос:

Но мы живем в очень интересное время. Вопросы о происхождении, включая некоторые вопросы, относящиеся к возникновению Вселенной, в следующие несколько десятилетий могут быть изучены экспериментально. На важнейшие космологические вопросы нет такого ответа, который бы не задевал религиозные чувства людей. Но есть шанс, что ответы пошатнут многие формальные и доктринальные религии. Религия как ряд неоспоримых убеждений, закрепленных навечно неким основателем, я думаю, обречена на долгосрочный упадок, особенно в последнее время. В вопросах возникновения и конца религия и наука имеют схожие цели. Люди устроены таким образом, что мы страстно желаем ответить на эти вопросы – возможно, из-за тайны нашего собственного индивидуального происхождения. Но наши современные научные знания, хотя и ограниченные, гораздо глубже знаний наших вавилонских предшественников, живших в 1000 г. до н. э. Религии, которые не хотят приспосабливаться к изменениям, и научным, и социальным, я считаю, обречены. Системы убеждений не могут быть живыми и идущими в ногу со временем, жизнеспособными и развивающимися, если они не реагируют на самую серьезную критику.

Первая поправка к Конституции Соединенных Штатов поощряет разнообразие религий, но не запрещает критику религии. На самом деле она защищает и поощряет ее. Религии должны подвергаться по крайней мере той же степени скептицизма, как, например, заявления о визитах НЛО или катастрофизм Великовского. Я думаю, для самих религий полезно поощрять скептицизм в отношении фундаментальных основ их доказательной базы. Несомненно, религия дает утешение и поддержку, защиту во время эмоциональной нужды и может играть очень полезные социальные роли. Но это ни в коем случае не значит, что религию нужно освободить от проверки, критического изучения, скептицизма. Поразительно, как мало обсуждает религию нация, которую помог основать Том Пейн, автор «Века разума» (The Age of Reason)[197]. Я считаю, что системы убеждений, которые не могут выдержать критику, ничего не стоят. Те, что выдерживают критику, имеют по крайней мере важный зародыш истины внутри.

Религия давала общепринятое понимание нашего места во Вселенной. Это, безусловно, было одной из главных целей мифов и легенд, философии и религии, с тех пор как существует человек. Но взаимная конфронтация разных религий и религии с наукой разрушила те традиционные взгляды, по крайней мере для многих[198]. О нашем месте во Вселенной мы можем узнать посредством изучения Вселенной и изучения себя – без предрассудков, настолько объективно, насколько это возможно. Мы не можем начать с чистого листа, поскольку мы подходим к этой проблеме с предрасположенностью, определяющейся наследственностью и средой, но, поняв эти врожденные предубеждения, разве мы не можем выпытывать информацию у природы?

Для адептов догматических религий – тех, в которых ценятся определенные убеждения, а неверующие презираются – мужественный поиск знаний представляет угрозу. От таких людей мы слышим, что слишком глубокие исследования могут нести опасность. Многие люди наследовали религию, как цвет глаз: они считают, что не стоит слишком сильно задумываться об этом, и в любом случае это не в нашей власти. Но те, кто с глубоким чувством исповедует определенную систему религиозных убеждений, которые они выбрали, не отсеивая факты и не рассматривая альтернативы, будут чувствовать себя неловко, если им задать подробные вопросы. Гнев в ответ на вопросы о наших верованиях – это предупреждающий сигнал тела: здесь лежит неизученный и, вероятно, опасный богословский багаж.

Христиан Гюйгенс приблизительно в 1670 г. написал замечательную книгу, в которой он смело и пророчески размышлял о природе других планет в Солнечной системе. Гюйгенс прекрасно знал, что некоторые были против таких размышлений и его астрономических наблюдений. «Но, возможно, они скажут, – размышлял Гюйгенс, – не годится нам проявлять любопытство в Том, что Высший Создатель сохранил в Тайне от нас: так как, поскольку ему не было угодно раскрывать это дальше, это самонадеянность – изучать то, что он предпочел скрыть». «Но этим Джентльменам нужно ответить, – затем пригрозил Гюйгенс, – что они берут на себя слишком много, когда претендуют на то, чтобы определять, насколько далеко Люди могут зайти в своих Поисках, и обозначать границы Усердия других Людей, как будто они знают Границы, которые Бог определил для Знания, или как будто Люди способны перейти эти Границы. Если бы наши Праотцы были до такой степени щепетильными, мы могли бы до сих пор не знать о Величине и Форме Земли или что есть такое место, как Америка».

Если мы посмотрим на Вселенную в целом, то обнаружим кое-что удивительное. Прежде всего мы обнаружим Вселенную, которая исключительно прекрасно, сложно и тонко устроена. Восхищаемся ли мы Вселенной, потому что являемся частью ее – или, как бы ни была создана Вселенная, мы бы считали ее прекрасной, – вопрос, на который у меня нет ответа. Но, несомненно, изящество Вселенной является одним из ее самых замечательных свойств. В то же время вполне понятно, что во Вселенной регулярно происходят катаклизмы и катастрофы, причем поразительных масштабов. Например, взрывы квазаров, которые, возможно, разрушают ядра галактик. Вполне вероятно, что каждый раз, когда квазар взрывается, уничтожается более миллиона миров и полностью исчезают бесчисленные формы жизни, некоторые из которых разумные. Это не классическая милосердная Вселенная традиционных западных религий, созданная для благополучия живых организмов и особенно людей. На самом деле сам масштаб Вселенной – более сотни миллиардов галактик, каждая из которых содержит более сотни миллиардов звезд – говорит нам о незначительности рода человеческого в космическом контексте. Мы видим Вселенную, которая одновременно прекрасна и очень жестока. Мы видим Вселенную, которая не исключает традиционного западного или восточного бога, но и не нуждается в нем.

Я глубоко верю в то, что, если традиционный бог существует, он наделил нас любопытством и разумом. Мы бы не ценили эти дары (а также не смогли бы так поступить), если бы подавляли нашу страсть исследовать Вселенную и самих себя. С другой стороны, если такой традиционный бог не существует, наше любопытство и наш разум – основные средства нашего выживания. В любом случае стремление к знаниям согласуется и с наукой, и с религией и важно для благополучия человечества.

Вдревних мифах и легендах есть общепринятый и понятный взгляд на космос – антропоцентрический. Само собой разумеется, существовали боги. Но у богов были чувства и слабости, и они были очень похожи на людей. Они вели себя капризно. Их можно было умилостивить жертвой и молитвой. Они регулярно вмешивались в человеческие дела. Разные фракции богов поддерживали противоположные стороны в человеческих войнах. В «Одиссее» выражено общепринятое мнение, что нужно быть добрым к незнакомцам: они могут оказаться замаскированными богами. Боги могут иметь возлюбленных среди людей, и их дети обычно неотличимы, по крайней мере внешне, от человеческих. Боги живут на горах, или на небе, или в каком-то подземном или подводном царстве – в любом случае далеко. Не так-то просто встретить бога, так что историю, повествующую о богах, было трудно проверить. Иногда их действия контролировали еще более могущественные существа, как мойры контролировали олимпийских богов. Природа Вселенной в целом, ее происхождение и судьба были не очень понятны. В ведических мифах неизвестно не только, боги ли создали мир, но даже знают ли боги, кто его создал. Гесиод в своей «Космогонии» говорит, что Вселенная была создана из Хаоса (или, может, Хаосом) – возможно, это только метафора сложности проблемы.

Некоторые древнеазиатские космологические взгляды близки к идее бесконечной регрессии причин, как иллюстрируется в следующей апокрифической истории. Западный путешественник встречает восточного философа и просит его описать природу мира:

– Это большой шар, лежащий на плоской спине мировой черепахи.

– Ах да, но на чем стоит мировая черепаха?

– На спине еще большей черепахи.

– Да, но на чем она стоит?

– Очень тонкий вопрос. Но он бессмысленный, мистер: черепахи до самого низа.

Сейчас мы знаем, что живем на крошечной пылинке в огромной, захватывающей дух Вселенной. Боги, если они существуют, больше не вмешиваются ежедневно в человеческие дела. Мы живем не в антропоцентрической Вселенной. И природа, происхождение и судьба космоса являются тайнами, намного более глубокими, чем считали наши дальние предки.

Но ситуация снова меняется. Космология, исследование Вселенной в целом, становится экспериментальной наукой. Информация, полученная с помощью оптических и радиотелескопов на Земле, ультрафиолетовых и рентгеновских телескопов на околоземной орбите, посредством исследования ядерных реакций в лабораториях и определения содержания химических элементов в метеоритах, сужает круг допустимых космологических гипотез; и мы вполне можем ожидать, что скоро посредством наблюдения мы получим четкие ответы на вопросы, которые когда-то считались исключительной прерогативой философов и теологов.

Эта революция наблюдения началась с невероятного источника. Во втором десятилетии XX в. во Флагстаффе, Аризона, было – и все еще есть – астрономическое учреждение – обсерватория Лоуэлла, основанная не кем иным, как Персивалем Лоуэллом, для которого поиск жизни на других планетах был всепоглощающей страстью. Именно он популяризировал и продвигал идею о том, что Марс испещрен каналами, которые, по его мнению, являлись произведениями расы существ, увлеченных инженерной гидравликой. Сейчас мы знаем, что каналы не существуют вовсе. Ученые явно принимали желаемое за действительное, и их возможности наблюдения были ограничены туманной атмосферой Земли.

Среди всего прочего Лоуэлл интересовался спиральными туманностями – изумительными светящимися объектами в форме вертушки в небе, которые, как мы теперь знаем, являются далекими скоплениями сотен миллиардов индивидуальных звезд, как галактика Млечный Путь, в состав которой входит наше Солнце. Но в то время не было способа определить расстояние до этих туманностей, и Лоуэлл заинтересовался альтернативной гипотезой – что спиралевидные туманности были не огромными, далекими, многозвездными объектами, а малыми, близкими объектами, которые представляли собой ранние стадии уплотнения отдельной звезды из межзвездного газа и пыли. Поскольку такие газовые облака сжимаются под действием своей гравитации, сохранение момента импульса требует, чтобы они ускорились до быстрого вращения и сжались до тонкого диска. Быстрое вращение можно распознать астрономическим путем посредством спектроскопии, позволяя свету от дальнего объекта последовательно проходить через телескоп, узкую щель и стеклянную призму или другое устройство, которое расщепляет белый свет в стороны в виде радуги цветов. Повсюду в этой радуге, формируемой светом звезды, видны яркие и темные линии – изображения щели спектрометра. Например, ярко-желтые линии, испускаемые натрием, проявляются, когда мы бросаем небольшой кусочек натрия в пламя. У вещества, состоящего из множества разных химических элементов, будет много разных спектральных линий. Сдвиг длин волн этих спектральных линий относительно их положения в спектре неподвижного источника дает нам информацию о скорости движения источника по направлению к нам и от нас – явление, которое называется эффектом Доплера и знакомо нам по физике звука как увеличение или уменьшение высоты звучания гудка автомобиля, когда машина быстро приближается или удаляется.

Считается, что Лоуэлл попросил молодого ассистента, В. Слайфера, проверить большие спиральные туманности, чтобы определить, наблюдается ли смещение спектральных линий одного конца туманности в красную область, а другого – в голубую, из чего можно было бы определить скорость их вращения. Слайфер исследовал спектры ближайших спиральных туманностей, но обнаружил, к своему изумлению, что почти все они показывали красное смещение, а признаков голубого смещения практически не было. Он не обнаружил вращения, но обнаружил удаление. Складывалось впечатление, что все спиральные туманности удаляются от нас.

Гораздо более широкий ряд наблюдений был получен в 20-х гг. ХХ в. в обсерватории Маунт-Вилсон Эдвином Хабблом и Милтоном Хьюмасоном. Хаббл и Хьюмасон разработали метод определения расстояния до спиральных туманностей; стало очевидно, что это не уплотняющиеся газовые облака, находящиеся относительно близко в галактике Млечный Путь, а большие галактики на расстоянии миллионов или более световых лет. К своему удивлению, они также обнаружили, что чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Поскольку маловероятно, что у нас какое-то особое положение в космосе, это лучше всего объясняется общим расширением Вселенной: все галактики разбегаются друг от друга, так что астроном из любой галактики наблюдал бы, что все другие галактики явно удаляются.

Если мы экстраполируем такое разбегание в прошлое, мы обнаружим, что было время – возможно, 15 или 20 млрд лет назад, – когда все галактики должны были «соприкасаться», то есть были заключены в чрезвычайно малом объеме пространства. Материя в своей нынешней форме не могла бы пережить такое удивительное сжатие. На самых ранних стадиях такого расширения Вселенной должно было быть больше излучения, а не материи. Сейчас принято говорить об этом времени как о Большом взрыве.

Этому расширению Вселенной было предложено три объяснения: теория стационарной Вселенной, теория Большого взрыва и модель циклической Вселенной. Гипотеза стационарной Вселенной предполагает, что галактики разбегаются, дальние галактики двигаются с очень высокими кажущимися скоростями, спектр их света смещается под действием эффекта Доплера в сторону все более длинных волн. На каком-то расстоянии галактика будет двигаться так быстро, что пересечет так называемый горизонт событий и с нашей точки наблюдения исчезнет. Это расстояние так велико, что в расширяющейся Вселенной нет возможности получить информацию за его пределами. С течением времени, если ничего не помешает, все больше и больше галактик исчезнет из поля зрения. Но в космологии стационарной Вселенной материя, изчезнувшая за горизонтом, полностью компенсируется новой, повсеместно и постоянно создаваемой материей, которая в конечном итоге конденсируется в новые галактики. Благодаря скорости исчезновения галактик за горизонтом событий, которое уравновешивается только созданием новых галактик, Вселенная выглядит более-менее неизменной с каждого места и в каждую эпоху. В модели стационарной Вселенной нет Большого взрыва; сотню миллиардов лет назад Вселенная выглядела точно так же и через сотню миллиардов лет будет выглядеть так же, как сейчас. Но откуда берется новая материя? Как может материя создаваться из ничего? Сторонники космологической модели стационарной Вселенной отвечают, что она берется из того же места, откуда приверженцы Большого взрыва берут свой взрыв. Если мы можем представить, как вся материя во Вселенной возникла мгновенно из ничего 15–20 млрд лет назад, почему мы не можем представить, как она создается тонкой струйкой повсеместно, постоянно и непрестанно? Если гипотеза стационарной Вселенной верна, никогда не было такого времени, когда галактики находились гораздо ближе друг к другу. Таким образом, крупномасштабная структура Вселенной неизменная и бесконечно древняя.

Но, какой бы безмятежной и странным образом убедительной ни была космологическая модель стационарной Вселенной, существует веское доказательство, свидетельствующее против нее. Когда чувствительный радиотелескоп направлен куда-то в небо, можно обнаружить постоянный треск каких-то космических помех. Характеристика этого радиошума почти точно совпадает с тем, чего мы бы ожидали, если бы ранняя Вселенная была горячей и кроме материи заполнена еще излучением. Космическое излучение черного тела почти одинаковое по всему небу и выглядит очень похоже на отдаленный грохот Большого взрыва, охлажденного и ослабленного расширением Вселенной, но все еще мчащегося по коридорам времени. Можно наблюдать первозданный огненный шар, с которого началось расширение Вселенной. Приверженцы модели стационарной Вселенной вынуждены сейчас утверждать, что множество отдельных источников излучения в совокупности каким-то образом точно имитируют охлажденный первозданный огненный шар, или предполагать, что Вселенная далеко за горизонтом событий находится в стационарном состоянии, но по чистой случайности мы живем в своего рода расширяющемся пузыре – бурно развивающемся вздутии гораздо более обширной, но более мирной Вселенной. У этой идеи есть преимущество или недостаток, в зависимости от вашей точки зрения, – ее невозможно опровергнуть экспериментально, и практически все космологи отказались от гипотезы стационарной Вселенной.

Если Вселенная находится не в стационарном состоянии, тогда она меняется, и такие меняющиеся вселенные описываются космологическими моделями эволюции Вселенной. Они начинаются в одном состоянии и заканчиваются в другом. Какова потенциальная судьба Вселенной в космологических эволюционных теориях? Если Вселенная продолжает расширяться с текущей скоростью и галактики продолжают исчезать за горизонтом событий, в конечном счете в видимой Вселенной будет все меньше и меньше материи. Расстояния между галактиками увеличатся, и будет все меньше и меньше спиралевидных туманностей для наблюдения с Земли преемниками Слайфера, Хаббла и Хьюмасона. В конце концов расстояние от нашей галактики до ближайшей галактики превысит расстояние до горизонта событий, и астрономы больше не смогут увидеть даже ближайшую галактику, кроме как в (очень) старых книгах и фотографиях. Благодаря гравитации, которая удерживает вместе звезды нашей галактики, расширение Вселенной не рассеет ее, но даже здесь нас ожидает странная и безрадостная судьба. Во-первых, звезды эволюционируют, и через десятки или сотни миллиардов лет большинство нынешних звезд станут небольшими и темными карликами. Остальные превратятся в нейтронные звезды или черные дыры. Для активного молодого поколения звезд новой материи не будет. Солнце, звезды, целая галактика Млечный Путь медленно погаснут. Свет в ночном небе исчезнет.

Но и в такой Вселенной все же есть дальнейшая эволюция. Мы привыкли к идее о радиоактивных элементах, определенных видах атомов, которые спонтанно распадаются. Например, обычный уран. Но мы меньше знакомы с идеей, что каждый атом, кроме железа, через достаточно долгое время становится радиоактивным. Даже самые стабильные атомы будут подвергаться радиоактивному распаду, испускать альфа и другие частицы, и, если мы подождем достаточно долго, останется только железо. Насколько долго? Американский физик Фримен Дайсон из Института перспективных исследований вычислил, что период полураспада железа составляет около 10500 лет – единица и пятьсот нулей – число настолько большое, что прилежному нумерологу потребовалось бы десять минут, чтобы только его написать. Так что, если мы подождем немного дольше – 10600 лет будет в самый раз, – не только звезды погаснут, но вся материя во Вселенной, кроме нейтронных звезд или черных дыр, превратится в мельчайшую ядерную пыль. В конце концов галактики полностью исчезнут. Солнце почернеет, материя распадется, и не останется потенциальной возможности для выживания жизни, или разума, или цивилизаций – холодная, темная, пустынная смерть Вселенной.

Но нужно ли Вселенной расширяться бесконечно? Если я встану на маленьком астероиде и подброшу камень вверх, он улетит с астероида, поскольку сила притяжения там недостаточно велика, чтобы притянуть камень обратно. Если я брошу тот же камень с той же скоростью с поверхности Земли, он, конечно, вернется и упадет из-за сильного гравитационного поля нашей планеты. Но та же физика применима и к Вселенной в целом. Если материи будет меньше определенного количества, силы гравитационного притяжения между галактиками будут недостаточными для того, чтобы существенно замедлить расширение Вселенной, и оно будет продолжаться вечно. С другой стороны, если материи будет больше определенной критической массы, расширение со временем замедлится, и мы будем спасены от телеологии опустошенной Вселенной, которая расширяется вечно.

Какова тогда будет судьба Вселенной? Что ж, тогда наблюдатель увидит, как расширение в конце концов сменится сжатием, галактики сначала медленно, а потом с увеличивающейся скоростью будут приближаться друг к другу, затем галактики, миры, жизнь, цивилизации и материя помчатся кубарем и столкнутся на всех парах, так что все структуры во Вселенной полностью разрушатся и вся материя в космосе превратится в энергию: Вселенная, вместо того чтобы найти конец в холодном рассеянии и опустошении, закончится горячим и плотным огненным шаром. Вполне вероятно, что такой огненный шар двинется обратным ходом и приведет Вселенную к новому расширению и, если законы природы останутся теми же, к новому появлению материи, сжатию галактик, звезд и планет, новой эволюции жизни и разума. Но информация из нашей Вселенной не просочится в следующую, и с нашей точки зрения такая циклическая космологическая модель является столь же бесповоротным и удручающим концом, как и расширение, которое никогда не прекратится.

Различие между Большим взрывом с вечным расширением и циклической моделью Вселенной явно заключается в количестве имеющейся материи. Если критическое количество материи превышено, мы живем в циклической Вселенной. В противном случае мы живем в той, что расширяется вечно. Время расширения – измеряемое десятками миллиардов лет – такое длительное, что эти космологические явления непосредственно не влияют на человека. Но они имеют большое значение для нашего представления о природе и судьбе Вселенной и – чуть в меньшей степени – о нас самих.

В замечательной научной статье, опубликованной в выпуске Astrophysical Journal от 15 декабря 1974 г., представлен широкий ряд наблюдений и доказательств по вопросу, будет ли Вселенная продолжать расширяться вечно («открытая» Вселенная) или она будет постепенно замедляться и снова сжиматься («закрытая» Вселенная), возможно, как часть бесконечного ряда циклов. Статья написана Дж. Ричардом Готтом III и Джеймсом Ганном, в то время работавшими в Калифорнийском технологическом институте, и Дэвидом Шраммом и Беатрис Тинсли из Техасского университета. В одном из своих рассуждений они приводят вычисления количества вещества в галактиках и между ними в «ближайших», доступных для наблюдения регионах космоса и экстраполируют их на остальную часть Вселенной: они приходят к выводу, что материи недостаточно, чтобы замедлить расширение.

Ядро атома обычного водорода состоит из одного протона. У тяжелого водорода, который называется дейтерий, ядро состоит из одного протона и одного нейтрона. Астрономический телескоп «Коперник» на орбите Земли впервые измерил количество дейтерия между звездами. Дейтерий должен был возникнуть в процессе Большого взрыва в количестве, которое зависит от плотности вещества в ранней Вселенной. Плотность в ранней Вселенной связана с плотностью в наши дни. Количество дейтерия, обнаруженное «Коперником», позволяет оценить плотность ранней Вселенной и показывает, что современной плотности материи недостаточно, чтобы помешать Вселенной расширяться вечно[200]. И определенное сегодня значение постоянной Хаббла, которая показывает, насколько быстро возрастает скорость удаления галактик с увеличением расстояния до них, соответствует всему вышесказанному.

Готт и его коллеги подчеркнули, что в их доказательствах могут быть недочеты, что, возможно, межгалактическая материя спрятана так, что мы не можем ее обнаружить. Сейчас начали появляться доказательства присутствия такой недостающей массы. Астрономические обсерватории для регистрации излучения высокой энергии (High Energy Astronomy Observatory, HEAO) – это система спутников на орбите Земли, которые сканируют Вселенную на предмет частиц и излучения, которые мы не можем обнаружить здесь, внизу, под нашим толстым слоем воздуха. Такие спутники уловили интенсивное рентгеновское излучение от скопления галактик, из межгалактического пространства, где до настоящего времени не было и намека на материю. Очень горячий газ между галактиками был бы невидим для других экспериментальных методов и, следовательно, упущен при инвентаризации космической материи, проведенной Готтом и его коллегами. Более того, наземные радиоастрономические исследования, проведенные в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико показали, что вещество простирается далеко за видимый в оптических лучах край галактики. Когда мы смотрим на фотографию галактики, мы видим край или периферию, за которой нет видимой светящейся материи. Но радиотелескоп Аресибо обнаружил, что материя исчезает очень медленно и что на границах и с внешней стороны галактик много темной материи, которая была упущена при предыдущих наблюдениях.

Чтобы наблюдаемое расширение Вселенной в будущем сменилось сжатием, необходимо в тридцать раз больше вещества, чем получается в стандартных подсчетах, таких как провел Готт. Но, возможно, темный газ и пыль во внешних частях галактик и удивительно горячий газ между галактиками, светящийся рентгеновскими лучами, в совокупности дают как раз достаточное количество материи, чтобы закрыть Вселенную, предотвратить вечное расширение, но обрекают нас на неотвратимый конец в космическом огненном шаре через 50–100 млрд лет. Этот вопрос все еще не решен. Доказательства, основанные на дейтерии, указывают на другое будущее Вселенной. Наши подсчеты полной массы вещества очень далеки от совершенства. Но, по мере того как будут развиваться новые техники наблюдения, у нас появится возможность распознавать все больше и больше недостающей массы, так что маятник наших представлений о Вселенной может качнуться к закрытой модели.

Хорошая идея – не делать преждевременных выводов по этому вопросу. А еще лучше – не позволять нашим личным предпочтениям влиять на решение. Согласно долгой традиции успешно развивающейся науки, мы должны позволять природе открывать нам истину. Но темп открытий увеличивается. Природа Вселенной, вырисовывающаяся благодаря развитию современной экспериментальной космологии, сильно отличается от представлений древних греков, которые размышляли о Вселенной и богах. Если мы будем избегать антропоцентризма, если мы будем действительно беспристрастно рассматривать все альтернативы, быть может, в следующие несколько десятилетий мы впервые точно определим природу и судьбу Вселенной. И тогда мы увидим, прав ли Готт.

Уильям Уолкотт умер и улетел на небеса. Или так казалось. Прежде чем его привезли на операционный стол, ему напомнили, что хирургическое вмешательство влечет за собой определенный риск. Операция прошла успешно, но, когда действие анестезии начало ослабевать, произошла фибрилляция сердца, и он умер. Ему казалось, что он каким-то образом покинул свое тело и смотрит сверху, как оно лежит, распластанное и жалкое, покрытое только простыней, на жесткой поверхности стола. Ему было лишь немного грустно, когда он посмотрел на свое тело последний раз – казалось, с большой высоты, – а затем продолжил полет наверх. Хотя он был погружен в странную пронизывающую темноту, он понял, что теперь стоит посмотреть вверх, как все вокруг становится ярче. И затем издалека его залил сияющий свет. Он вошел в своего рода светящееся королевство, и там, прямо перед собой, смог различить освещенный сзади величественный силуэт, огромную богоподобную фигуру, к которой он сейчас без всяких усилий приближался. Уолкотт напрягся, чтобы различить Его лицо…

И затем он проснулся в операционной, где с помощью дефибриллятора его оживили в самый последний момент. На самом деле его сердце остановилось, и, по некоторым определениям этого малопонятного процесса, он действительно умер. Уолкотт был уверен, что умер, что удостоился чести краем глаза увидеть мимолетный отблеск жизни после смерти, тем самым подтверждая иудеохристианское религиозное учение.

Сейчас подобные случаи, неоднократно документально зафиксированные врачами, происходят по всему миру. Эти околосмертные явления сверхъестественного существа случались не только у людей, принадлежащих к традиционным западным религиям, но также и у индусов, и буддистов, и скептиков. Вполне вероятно, что многие наши традиционные представления о небесах произошли от такого околосмертного опыта, который, должно быть, постоянно передавался из поколения в поколение в течение тысячелетий. Никакие новости не могли быть более интересными и обнадеживающими, чем новость о возвращении ушедшего, о том, что есть путешествие и жизнь после смерти, что есть Бог, который ждет нас, и что после смерти мы почувствуем благодарность и легкость, благоговение и восторг.

Насколько я знаю, этот опыт может оказаться как раз тем, чем кажется, и подтверждением праведной веры, которая страдала от нападок науки последние несколько столетий. Лично я был бы рад, если бы жизнь после смерти существовала – особенно если бы это позволило мне продолжить изучать этот и другие миры, если бы это дало мне возможность открыть, как разворачивается история. Но я также и ученый, так что я думаю и о других возможных объяснениях. Как такое возможно, что люди всех возрастов, культур и эсхатологических представлений переживают один и тот же околосмертный опыт?

Мы знаем, что подобные ощущения могут вызвать психоделические вещества[202]. Чувство отделения от собственного тела вызывают такие диссоциативные анестетики, как кетамины (2- (метиламино) – 2- (2-хлорофенил) циклогексаноны). Иллюзию полета вызывает атропин и другие алкалоиды белладонны, и эти вещества, выделяемые, например, из корня мандрагоры или из дурмана, регулярно использовали европейские ведьмы и североамериканские курандерос (целители), чтобы испытать при религиозном экстазе состояние головокружительного и блаженного полета. МДА (3,4-метилендиоксиамфетамин) может вызывать возрастную регрессию, при которой всплывают воспоминания о событиях юности и детства, которые, как мы думаем, мы совсем забыли. ДМТ (N,N-диметилтриптамин) вызывает микропсию и макропсию – ощущение, что мир сужается или расширяется, соответственно, – похоже на то, что случилось с Алисой после того, как она выполнила написанные на бутылочках инструкции «Съешь меня» или «Выпей меня». ЛСД (диэтиламид лизергиновой кислоты) вызывает чувство единения со Вселенной, как при отождествлении Брахмана[203] с Атманом[204] в индуизме.

Неужели индуистский мистический опыт правда заложен в нас и нужно только 200 микрограмм ЛСД, чтобы он проявился? Если что-то подобное кетамину выделяется во время смертельной опасности или клинической смерти и люди, приходя в сознание, всегда рассказывают одно и то же – о небесах и Боге, тогда, может, и западные, и восточные религии прочно встроены в архитектуру нейронных сетей нашего мозга?

Сложно понять, почему эволюция выбрала мозги, которые предрасположены к такому опыту, поскольку никто не умер от желания познать мистическое, и каждый может пережить этот опыт. Может ли быть причиной этих вызываемых наркотиками ощущений, как и околосмертных явлений сверхъестественных существ, просто некий не значимый для эволюции врожденный дефект в мозгу, который случайно время от времени вызывает измененное восприятие мира? По-моему, это крайне неправдоподобно и, возможно, представляет собой не более чем отчаянную попытку рационалиста избежать серьезной встречи с мистическим.

Единственная альтернатива, насколько я понимаю, заключается в том, что каждый человек без исключения уже пережил опыт, как у тех путешественников, которые возвращались из царства смерти: ощущение полета, переход от темноты к свету, видение, в котором, по крайней мере иногда, появлялась огромная смутно различимая и окруженная сиянием фигура. Есть только один общий опыт, который подходит под это описание. Это рождение.

Его зовут Станислав Гроф. В некоторых вариантах произношения его имя и фамилия могут рифмоваться. Это врач и психиатр, который более двадцати лет применял ЛСД и другие психоделические препараты в психотерапии. Он начал заниматься лечением в Праге в 1956 г., задолго до расцвета американской психоделической культуры, и в последние годы продолжает эту работу в немного другой культурной среде в Балтиморе, штат Мэриленд. У Грофа, вероятно, самый большой научный опыт исследования воздействия психоделических веществ на пациентов, чем у кого-либо еще[205]. Он подчеркивает, что, тогда как ЛСД можно использовать для развлечения и в познавательных целях, он может оказывать и другое, более глубокое воздействие: например, точное воссоздание перинатального опыта. «Перинатальный» – это неологизм, буквально означающий «около рождения», который применяется не только к периоду времени непосредственно после рождения, но также и до него. (По аналогии с околосмертным.) Он рассказывает, что многие пациенты после достаточного количества сессий на самом деле снова переживают, а не просто вспоминают глубоко отложившийся опыт с перинатальных времен, который они пережили давно и в который, как считается, с нашей несовершенной памятью невозможно проникнуть. На самом деле это достаточно общий опыт, вызываемый ЛСД, пережитый вовсе не только пациентами Грофа.

Гроф различает четыре перинатальные стадии, обнаруженные при психоделической терапии. Стадия 1: блаженная удовлетворенность ребенка в утробе, свободного от всех забот, в центре малой, темной, теплой Вселенной – космос в амниотическом мешке[206]. В своем внутриутробном состоянии плод, похоже, испытывает что-то очень близкое к океаническому экстазу, описанному Фрейдом как источник религиозных чувств. Плод, конечно, двигается. Как раз перед рождением он, вероятно, даже более активен, чем сразу после рождения. Вполне возможно, что мы можем временами отрывочно вспоминать этот райский золотой период, когда любая потребность – в пище, воздухе, тепле и удалении отходов – автоматически удовлетворялась еще до того, как ощущалась, с помощью прекрасно разработанной системы жизнеобеспечения, и в смутных воспоминаниях годы спустя описывать его как «единение со Вселенной».

На стадии 2 начинаются схватки. Стенки, к которым прикреплен амниотический мешок, основание стабильной внутриутробной среды, предают. Они сильно сжимают плод. Вселенная пульсирует, безопасный мир внезапно превращается в космическую камеру пыток. Схватки с перерывами могут длиться часами. Со временем они становятся более сильными. Нет никакой надежды, что все прекратится. Плод ничем не заслужил такую судьбу – невинное существо, чей космос обрушился на него, ввергнув в бесконечную агонию. Насколько серьезно это потрясение, можно судить по деформации черепа у новорожденного, которая все еще заметна в течение несколько дней после рождения. Хотя я могу понять сильную мотивацию полностью стереть все следы этих страданий, не могут ли они проявляться при стрессе? Гроф задается вопросом: не может ли смутное и подавленное воспоминание об этом опыте вызывать параноидальные фантазии и объяснять человеческую склонность к садизму и мазохизму, к отождествлению себя с нападающим и жертвой, к этому детскому желанию разрушить мир, который, насколько мы знаем, может завтра стать ужасающе непредсказуемым и ненадежным? Гроф обнаруживает, что воспоминания из следующей стадии связаны с образами цунами и землетрясений, аналогами внутриутробного предательства в физическом мире.

Стадия 3 – это завершение процесса рождения, когда голова ребенка прошла через шейку матки и младенец может, даже если его глаза закрыты, воспринимать туннель, освещенный с одного конца, и ощущать сияние внеутробного мира. Выход на свет для создания, которое все время существовало в темноте, должен стать глубоким и на каком-то уровне незабываемым опытом. И там смутно различимая из-за низкого разрешения глаза новорожденного некая богоподобная фигура, окруженная ореолом света, – акушерка или отец. В конце ужасных родовых мук младенец вылетает из внутриутробной вселенной и поднимается к свету и богам.

Стадия 4 – время непосредственно после рождения, когда родовая асфиксия прошла, когда ребенка завернули в одеяло или запеленали, обняли и накормили. Если вспомнить все точно, контраст между стадиями 1 и 2 и 2 и 4 для младенца совершенно без какого-либо другого опыта должен быть очень глубоким и ярким, и стадия 3 как переход между страданиями и по крайней мере имитация космического единства стадии 1 должна существенно влиять на более позднее мировоззрение ребенка.

В рассказе Грофа и в моем изложении, конечно, есть место для скептицизма. Многие вопросы требуют ответа. Вспоминают ли когда-нибудь дети, рожденные с помощью кесарева сечения, страдания стадии 2? Видят ли они при психоделической терапии меньше образов катастрофических землетрясений и цунами, чем те, кто был рожден посредством нормальных родов? И наоборот, в большей ли степени склонны дети, рожденные путем плановых родов после особенно сильных схваток, вызванных гормоном окситоцином[207], приобретать психологический груз стадии 2? Если матери дают сильное успокоительное, будет ли человек во взрослом состоянии вспоминать совсем другой переход от стадии 1 прямо к стадии 4 и никогда не сообщать при околосмертном опыте о ярком явлении сверхъестественного существа? Могут ли новорожденные различать образ в момент рождения или они просто чувствительны к свету и темноте? Может ли описание появляющегося при околосмертном опыте размытого сияющего бога, не имеющего четких контуров, быть совершенным воспоминанием несовершенного неонатального образа? Выбраны ли пациенты Грофа из самого широкого возможного круга людей или эти сообщения относятся к нетипичной группе человеческого общества?

Легко понять, что могут быть более личные возражения против этих идей, сопротивление, возможно, похожее на своего рода шовинизм, который можно распознать в оправдание привычки питаться мясной пищей: у лобстеров нет центральной нервной системы, они ничего не чувствуют, если их опустить живыми в кипящую воду. Что ж, возможно. Но те, кто ест лобстеров, заинтересованы именно в этой гипотезе о нейрофизиологии боли. Поэтому я думаю, не выгодно ли большинству взрослых считать, что младенцы обладают очень ограниченными способностями восприятия и памяти, что опыт рождения никак не может оказывать существенное и, в частности, глубоко негативное влияние?

Если Гроф прав относительно всего этого, мы должны задаться вопросом, почему такие воспоминания возможны – почему, если перинатальный опыт приносит такие ужасные несчастья, эволюция не устранила негативные психологические последствия. Есть вещи, которые новорожденные должны делать. Они должны уметь хорошо сосать, иначе они умрут. Они должны в общем и целом выглядеть милыми, потому что, по крайней мере в предыдущие эпохи человеческой истории, о симпатичных младенцах лучше заботились. Но должны ли новорожденные младенцы различать образы вокруг себя? Должны ли они помнить ужасы перинатального опыта? Какая в этом ценность для выживания? Быть может, ответ заключается в том, что «за» перевешивают «против» – возможно, потеря вселенной, к которой мы хорошо приспособлены, сильно мотивирует нас изменять мир и улучшать человеческую жизнь. Возможно, если бы не ужасы рождения, это присущее человеческому духу стремление искать и добиваться чего-то отсутствовало бы.

Мне нравится точка зрения – которую я подчеркиваю в моей книге «Драконы Эдема» (The Dragons of Eden)[208], – что боль деторождения особенно характерна для женщин из-за сильного увеличения размеров мозга, произошедшего за последние несколько миллионов лет. Получается, что наш разум почти буквально является источником нашего несчастья, но это также означает, что наше несчастье – источник нашей силы как вида.

Эти идеи могут в какой-то степени пролить свет на происхождение и природу религии. Последователи большинства западных религий жаждут жизни после смерти, восточных религий – освобождения от затянувшегося цикла смертей и перерождений. Но эти религии обещают небеса или сатори, идиллическое воссоединение человека со Вселенной, возвращение к стадии 1. Каждое рождение – это смерть: ребенок покидает амниотический мир. Но сторонники реинкарнации утверждают, что каждая смерть является рождением – предположение, которое может быть вызвано околосмертным опытом, во время которого перинатальные воспоминания были признаны воспоминанием о рождении. («Мы услышали легкий стук по крышке гроба. Мы подняли ее, и оказалось, что Абдул не умер. Он пробудился от долгой болезни, которая сковала его, и рассказал странную историю о том, как он родился еще раз».)

Может ли западная одержимость наказанием и искуплением быть мучительной попыткой осмыслить перинатальную стадию 2? Не лучше ли быть наказанным за что-то – даже если это что-то маловероятное, как первородный грех, – чем ни за что? А стадия 3, очень похоже, – это общий опыт, который переживают все люди, запечатленный в наших самых ранних воспоминаниях и время от времени воспроизводящийся в таких религиозных явлениях божественного, как околосмертный опыт. Любопытно попробовать понять другие озадачивающие религиозные мотивы с помощью этих категорий. В утробе мы практически не знаем ничего. На стадии 2 плод приобретает опыт того, что вполне может в последующей жизни называться злом, и затем его заставляют покинуть утробу. Это чудесным образом похоже на то, как первые люди съели фрукт с дерева познания добра и зла и затем были «изгнаны» из Эдема[209]. На известной росписи потолка Сикстинской капеллы Микеланджело разве перст Бога не палец акушерки? Почему крещение, особенно с полным погружением в воду, считается символическим перерождением? Разве святая вода не метафора амниотической жидкости? Разве вся концепция баптизма и опыта «рождения заново» не является точным признанием связи между рождением и мистической религиозностью?

Если мы изучим некоторые из тысяч религий на планете Земля, нас впечатлит их разнообразие. По крайней мере некоторые из них кажутся поразительно несуразными. По части религиозных догматов они большей частью противоречат друг другу. Но многие великие и хорошие люди утверждают, что за видимыми разногласиями скрывается фундаментальное и важное единство, под догматическими глупостями – основополагающая и важнейшая истина. Существует два очень разных подхода к рассмотрению догматов веры. С одной стороны, есть верующие, которые зачастую доверчивы и принимают религию буквально, даже если в ней есть внутренние несоответствия или она сильно отличается от того, что мы точно знаем о внешнем мире или нас самих. С другой стороны, есть строгие скептики, которые считают все это вздором недалеких людей. Некоторые, считающие себя рассудительными рационалистами, не хотят даже рассмотреть огромный корпус текстов записанного религиозного опыта. Эти мистические прозрения должны что-то означать. Но что? Люди, преимущественно умные и творческие, могут докопаться до истины. Если религии по сути бессмысленны, почему так много людей им привержены?

Безусловно, официальные религии всю историю человечества сотрудничали со светскими властями, и насаждать веру зачастую было выгодно тем, кто управлял государством. В Индии, когда брахманы хотели держать «неприкасаемых» в рабстве, они предъявляли божественное обоснование. Тот же подчиненный собственным интересам аргумент использовали и называющие себя христианами белые на юге Америки до Гражданской войны, чтобы оправдать рабство чернокожих. Древние евреи цитировали указания Бога, благославляющие мародерство и убийство невинных народов. В Средние века церковь обещала прекрасную жизнь после смерти тем, кого призывала довольствоваться их низким и бедственным положением. Эти примеры можно приводить до бесконечности, чтобы охватить буквально все мировые религии. Мы можем понять, почему олигархия может поддерживать религии, когда, как часто бывает, религия оправдывает притеснения – как Платон, ревностный сторонник сожжения книг, сделал в своем труде «Государство» (Republic)[210]. Но почему угнетенные так страстно поддерживают эти теократические доктрины?

Общее принятие религиозных идей, как мне кажется, может иметь место только в том случае, если что-то в них отвечает нашим собственным определенным знаниям – что-то глубокое, что-то, что каждый человек считает нашей сутью. И этой общей нитью, я считаю, является рождение. В основе религий лежит мистика, боги непостижимы, догматы привлекательны, но необоснованны, потому что, как я предполагаю, туманное восприятие и смутное предчувствие – это лучшее, на что способен новорожденный младенец. Я думаю, что мистическое ядро религиозного опыта не несет ни буквальной истины, ни губительной ошибки. Это скорее мужественная, даже если и ошибочная, попытка установить связь с самым ранним и самым глубоким опытом нашей жизни. Религиозная доктрина, по сути, туманна, потому что ни один человек при рождении не обладает навыками воспоминания и пересказа, необходимыми, чтобы дать внятный отчет об этом событии. В основе всех успешных религий лежит невысказанный и, возможно, даже неосознанный отголосок перинатального опыта. Возможно, если убрать все мирское влияние, окажется, что самые успешные религии – это те, которые лучше всего используют этот опыт.

Попытки рационально объяснить религиозные убеждения встречают яростное сопротивление. Вольтер утверждал, что, если бы Бог не существовал, человек был бы вынужден придумать его, и был осужден за это замечание. Фрейд предположил, что патерналистический Бог – это отчасти наша взрослая проекция восприятия наших отцов, сохранившегося с того времени, когда мы были детьми; он также назвал свою книгу по религии «Будущее одной иллюзии» (The Future of an Illusion)[211]. Его не презирали за эти взгляды настолько, насколько мы можем вообразить, но, возможно, только потому, что он уже заслужил дурную славу из-за введения таких скандальных понятий, как «инфантильная сексуальность».

Почему религии оказывают такое сильное сопротивление рациональному обсуждению и обоснованным аргументам? Отчасти, я думаю, потому, что наш общий перинатальный опыт реален, но сопротивляется точному воспоминанию. Но другая причина, полагаю, связана со страхом смерти. Люди и наши непосредственные предки, а также наши родственники по боковой линии, такие как неандертальцы, – возможно, первые существа на этой планете, которые четко осознают неизбежность собственного конца. Мы умрем, и мы боимся смерти. Этот страх мировой и транскультурный. Вероятно, он имеет значительную ценность для выживания. Те, кто хочет отложить смерть или избежать ее, могут улучшить мир, уменьшить его риски, родить детей, которые будут жить после нас, и создать великие произведения, благодаря которым о них будут помнить. Считается, что те, кто предлагает рациональное и скептическое обсуждение религиозных вопросов, подвергают сомнению широко распространенный способ решения проблемы (человеческого страха смерти) – гипотезу, что душа продолжает жить после того, как тело умирает[212]. Поскольку мы, большинство из нас, совсем не хотим умирать, нам неуютно, когда нам говорят, что смерть – это конец, что личность и душа каждого из нас не будет жить дальше. Но гипотеза о существовании души и гипотеза о существовании Бога – это разные вещи: на самом деле существуют человеческие культуры, в которых одну можно найти без другой. В любом случае мы не способствуем общим целям человечества, отказываясь рассматривать идеи, которые нас пугают.

Не все из тех, кто поднимает вопросы о существовании Бога и существовании души, – атеисты. Атеист – это тот, кто уверен, что Бога нет, тот, у кого есть убедительные доказательства против существования Бога. Я не знаю таких убедительных доказательств. Потому что Бог может относиться и к далеким временам и местам, и к первопричинам – нам нужно узнать намного больше о Вселенной, чем мы знаем сейчас, чтобы быть уверенными, что такого Бога не существует. Чтобы быть уверенным в существовании Бога или в его отсутствии, нужно хорошо разбираться в теме, настолько изобилующей сомнениями и неопределенностью, что невозможно почувствовать в этом вопросе хоть какую-то убежденность. Допускается широкий ряд промежуточных позиций, и, учитывая огромную эмоциональную энергию, которая вкладывается в эту тему, ищущий, мужественный и открытый ум является основным инструментом для уменьшения степени нашего коллективного невежества в вопросе существования Бога.

Когда я читаю лекции по псевдонауке или народной науке (по типу глав 5–8 этой книги), меня иногда спрашивают, не должна ли подобная критика применяться к религиозным доктринам. Конечно, должна. Свобода вероисповедания – один из столпов, на которых были основаны Соединенные Штаты, – необходима для свободного исследования. Но это не подразумевает, что религия не подлежит критике или переосмыслению. Только задавая вопросы, мы можем познать истину. Я не настаиваю на верности или оригинальности идей о связи между религией и перинатальным опытом. Многие из них по крайней мере присутствуют в теории Станислава Грофа и психоаналитической школы психиатрии, в частности у Отто Ранка, Шандора Ференци и Зигмунда Фрейда. Но о них стоит поразмыслить.

Конечно, эти простые идеи не предлагают сколько-нибудь полного ответа на вопрос о происхождении религии. Я не хочу сказать, что теология полностью объясняется физиологией. Но было бы удивительно, принимая во внимание, что мы действительно можем вспомнить наш перинатальный опыт, если бы он не влиял в глубочайшем смысле на наше отношение к рождению и смерти, сексу и детству, стремлениям и этическим ценностям, к причинно-следственной связи и Богу.

И космология. Астрономы, изучающие природу, происхождение и судьбу Вселенной, проводят точные наблюдения, описывают космос с помощью дифференциальных уравнений и тензорного исчисления, используют для исследований рентгеновские лучи и радиоволны, подсчитывают галактики и определяют их движение и расстояния до них, и когда все это сделано, остается выбрать между тремя разными теориями: космологией стационарной Вселенной, блаженной и спокойной; циклической Вселенной, по которой она расширяется и сжимается болезненно и вечно; и расширяющейся Вселенной Большого взрыва, где космос создается в результате бурного процесса, пронизанного излучением («Да будет свет»), и затем растет и остывает, эволюционирует и переходит в состояние покоя, как мы видели в предыдущей главе. Но эти три космологии напоминают со странной, смущающей точностью человеческий перинатальный опыт стадий 1, 2 и 3 плюс 4 по Грофу, соответственно.

Современным астрономам легко смеяться над космологиями других культур: например, идеей догонов, что Вселенная вылупилась из космического яйца (глава 6). Но в свете только что представленных идей я собираюсь гораздо более серьезно отнестись к народным космологиям; их антропоцентризм лишь немногим легче уловить, чем наш. Могут ли озадачивающие вавилонские и библейские упоминания о водах над и под небесным сводом, которые Фома Аквинский так отчаянно пытался привести в соответствие с аристотелевской физикой, быть просто метафорическим обозначением амниона? Разве мы не можем разработать космологию, которая не является математической зашифровкой нашего индивидуального происхождения?

Уравнения общей относительности Эйнштейна допускают решение, при котором Вселенная расширяется. Но Эйнштейн по непонятной причине проглядел такое решение и выбрал абсолютно статический, не эволюционирующий космос. Не может ли этот просчет иметь перинатальное, а не математическое происхождение? Физики и астрономы явно не хотят принимать космологическую модель Большого взрыва, в которой Вселенная расширяется бесконечно, хотя традиционные западные теологи более или менее рады этой перспективе. Можно ли этот спор, почти определенно основанный на психологических предрассудках, понять, используя терминологию Грофа?

Я не знаю, насколько обоснованы аналогии между личным перинатальным опытом и определенными космологическими моделями. Предполагаю, что надеяться на то, что все изобретатели гипотезы стационарной Вселенной родились с помощью кесарева сечения, – явный перебор. Но аналогии очень близки, и возможная связь между психиатрией и космологией кажется весьма реальной. Может ли действительно быть так, что все возможные пути происхождения и эволюции Вселенной соответствуют человеческому перинатальному опыту? Неужели мы такие ограниченные существа, что не способны разработать космологию, которая значительно отличается от одной из перинатальных стадий?[213] Правда ли наша способность познать Вселенную безнадежно запуталась и увязла в опыте рождения и младенчества? Обречены ли мы повторять наше возникновение, притязая на понимание Вселенной? Или доказательства, появляющиеся в результате наблюдений, могут постепенно заставить приспосабливаться и понимать эту обширную и потрясающую Вселенную, в которой мы плаваем – потерянные, и храбрые, и ищущие?

В мировых религиях Землю обычно описывают как нашу мать, а небо – как нашего отца. В греческой мифологии это Уран и Гея, то же самое и у индейцев, африканцев, полинезийцев, на самом деле у большинства народов планеты Земля. Однако значение перинатального опыта в том, что мы покидаем наших матерей. Сначала мы делаем это при рождении и затем снова, когда самостоятельно отправляемся во взрослый мир. Какими бы болезненными ни были эти расставания, они необходимы для продолжения человеческого рода. Может ли этот факт иметь некое отношение к почти мистической привлекательности, которую имеет космический полет, по крайней мере для многих из нас? Разве это не значит покинуть мать-Землю, мир, где зародился наш вид, в поисках своей судьбы среди звезд? Это в точности последний зрительный образ из фильма «2001 год: Космическая одиссея» (2001: A Space Odyssey). Константин Циолковский был русским школьным учителем, почти полностью самоучкой, который в начале столетия теоретически сформулировал последовательность шагов, которые с тех пор предпринимаются в разработке ракетного движения и космического полета. Циолковский писал: «Земля – это колыбель человечества. Но никто не живет в колыбели вечно».

Я считаю, что мы бесповоротно встали на путь, который приведет нас к звездам, если только мы не поддадимся чудовищной глупости и корыстолюбию и не уничтожим себя раньше, чем это случится. И вполне вероятно, что там, в глубинах космоса, рано или поздно мы найдем других разумных существ. Некоторые из них будут менее развиты, чем мы, некоторые, возможно большинство, более развиты. Интересно, окажется ли, что у всех существ, путешествующих в космосе, процесс рождения столь же болезненный? Существа, более развитые, чем мы, будут обладать способностями, выходящими далеко за пределы нашего понимания. В очень реальном смысле они покажутся нам богоподобными. Младенческому человеческому роду придется сильно повзрослеть. Возможно, наши потомки в те отдаленные времена оглянутся на нас, на долгие скитания, которые увели человеческую расу из ее колыбели на далекой планете Земля, ставшей лишь смутным воспоминанием, и восстановят память о наших личных и коллективных историях, нашем увлечении наукой и религией с ясным пониманием и любовью.

Здесь мы рассматриваем вероятность того, что массивный объект такого типа, который имеет в виду Великовский, отделился от Юпитера и столкнулся с Землей. Великовский предполагает, что эта комета прошла по касательной рядом с Землей. Для простоты назовем эту идею столкновением. Рассмотрим сферический объект радиусом R, движущийся среди других объектов подобного размера. Столкновение произойдет, когда центры объектов окажутся на расстоянии 2R. В таком случае мы можем говорить об эффективном поперечном сечении столкновения σ = π (2R)2 = 4πR2; это площадь мишени, в которую должен удариться центр движущегося объекта, чтобы произошло столкновение. Давайте предположим, что только один такой объект (комета Великовского) движется, а остальные (планеты внутренней Солнечной системы) неподвижны. Это пренебрежение движением планет внутренней Солнечной системы может вызвать погрешность меньше, чем в два раза. Пусть комета будет двигаться со скоростью v, а пространственная плотность потенциальных мишеней (планет внутренней Солнечной системы) будет n. Мы будем использовать следующие единицы измерения: R – в сантиметрах (см), σ – в см2, v – в см/с и n – в количестве планет в 1 см3. Очевидно, что n – очень малое число.

Хотя у комет широкий диапазон углов наклонения орбит к плоскости эклиптики, ради гипотезы Великовского мы сделаем самое щедрое допущение, если примем самое малое возможное значение этого наклона. Если бы не было ограничений по наклонению орбиты кометы, она бы с одинаковой вероятностью двигалась бы повсюду в области пространства с Солнцем в центре и радиусом r = 5 астрономических единиц (1 а.е. = 1,5 × 1013 см), большой полуоси орбиты Юпитера. Чем больше пространство, в котором может перемещаться комета, тем меньше вероятность ее столкновения с другим объектом. Вследствие быстрого вращения Юпитера любой объект, вылетевший из него, будет двигаться в экваториальной плоскости планеты, угол наклона которой к плоскости вращения Земли вокруг Солнца составляет 1,2°. Однако, чтобы комета вообще достигла внутренней части Солнечной системы, ее отделение от планеты должно быть достаточно энергичным, так что возможно практически любое значение наклонения ее орбиты i. Самое низкое значение в таком случае – i = 1,2°. Следовательно, мы рассматриваем комету, которая движется (см. диаграмму) по орбите, проходящей где-то в клинообразном пространстве с центром в области Солнца (одним фокусом орбиты кометы должно быть Солнце) и с полууглом наклона, равным i. Ее объем тогда составляет: (4/3) πr3 sin i = 4 × 1040 см3, то есть только 2 % от полного объема сферы радиусом r. Поскольку в этом пространстве находится (не считая астероидов) три или четыре планеты, пространственная плотность мишеней, относящихся к нашей проблеме, составляет около 10–40 планет/см3. Типичная относительная скорость кометы или другого объекта, движущегося по эксцентричной орбите во внутренней Солнечной системе, может составлять около 20 км/с. Радиус Земли R = 6,3 × 10⁸ см, что почти точно равно радиусу планеты Венера.

Сейчас давайте представим, что эллиптический путь кометы выпрямлен и что она движется какое-то время Т, пока не столкнется с планетой. В течение этого времени она проложит за собой воображаемый туннель объемом σvT см³, и в этом пространстве должна поместиться только одна планета. Но 1/n – также объем, вмещающий одну планету. Следовательно, две величины равны и справедливо равенство

T = (nσv)–1.

T называется средним временем свободного пробега.

В реальности, конечно, комета будет двигаться по эллиптической орбите, и на время столкновения будут до какой-то степени влиять гравитационные силы. Тем не менее легко показать (см., например, Urey, 1951), что для типичных значений v и относительно кратких отклонений в истории Солнечной системы, какие рассматривает Великовский, гравитационное воздействие не должно сильно увеличить эффективное поперечное сечение σ, и грубое вычисление с использованием вышеприведенного уравнения должно дать приблизительно верные результаты.

У объектов, которые с давних времен в истории Солнечной системы оставляли ударные кратеры на Луне, Земле и внутренних планетах, сильно эксцентричные орбиты: это кометы и в особенности объекты группы Аполлона, которые являются или мертвыми кометами, или астероидами. Используя простые уравнения среднего времени свободного пробега, астрономы могут посчитать с хорошей точностью, скажем, количество кратеров на Луне, Меркурии или Марсе, образовавшихся за всю историю этих объектов: они образовались в результате случайного столкновения астероида из группы Аполлонов или реже какой-нибудь кометы с лунной или планетной поверхностью. Также уравнение точно прогнозирует возраст самых последних ударных кратеров на Земле, таких как Метеор, штат Аризона. Эти количественные соответствия между наблюдениями и физикой простого столкновения указывают на то, что и данную проблему можно рассмотреть в таком же ключе.

Теперь мы можем сделать вычисления применительно к основной гипотезе Великовского. В настоящее время нет аполлонов диаметром более нескольких десятков километров. Размеры объектов в астероидном поясе, и на самом деле везде, где столкновения определяют размеры, можно понять посредством физики измельчения. Количество объектов в данном диапазоне размеров пропорционально радиусу объекта в какой-то отрицательной степени, обычно от 2 до 4. Следовательно, если бы комета Великовского, превратившаяся в Венеру, была членом какого-то семейства объектов, как аполлоны или кометы, вероятность найти одну комету Великовского радиусом 6000 км была бы намного меньше одной миллионной вероятности найти комету радиусом 10 км. Более реалистичные оценки показывают, что эта разница вероятностей ближе к миллиарду, но давайте попробуем поверить Великовскому.

Поскольку существует около десяти аполлонов радиусом более 10 км, вероятность, что среди них есть одна комета Великовского, в таком случае гораздо меньше 1 к 100 000. Равновесное содержание таких объектов составит тогда (для r = 4 а.е. и i = 1,2°): n = (10 × 10^–5) / 4 × 10⁴⁰ = 2,5 × 10^–45 комет Великовского на 1 см³. Среднее время свободного пробега до столкновения с Землей составит тогда: T = 1 / (nσv) = 1 / [(2,5 × 10^–45 см^-3) × (5 × 1018 см²) × (2 × 106 см/с^-1)] = 4 × 10²¹с ≃ 10¹⁴ лет, что гораздо больше возраста Солнечной системы (5 × 109 лет). Иными словами, если бы комета Великовского принадлежала к популяции других сталкивающихся обломков во внутренней Солнечной системе, она была бы таким редким объектом и, по сути, никогда не столкнулась бы с Землей.

Но давайте все же чисто теоретически допустим, что гипотеза Великовского верна, и зададимся вопросом, сколько потребуется его комете после отделения от Юпитера, чтобы столкнуться с планетой во внутренней Солнечной системе. В таком случае n обозначает распространенность планет-мишеней, а не комет Великовского, а T = 1 / [(10^–40 см^-3) × (5 × 10¹⁸ см²) × (2 × 10⁶ см/с^-1)] = 10¹⁵ с = 3 × 10⁷ лет. Таким образом, вероятность того, что «комета» Великовского один раз столкнулась или прошла по касательной к Земле за последние несколько тысяч лет, равна (3× 10⁴) / (3 × 10⁷) = 10^–3, или 1 шанс из 1000, если она не принадлежала к другим популяциям обломков. Если же она принадлежала к таким популяциям, шансы поднимаются до (3× 10⁴) / 10¹⁴ = 3 × 10^–10, или 1 шанс на 3 млрд.

Более точную формулировку теории орбитального столкновения можно найти в классическом труде Эрнста Эпика (1951). Он рассматривает мишень с массой m0, с орбитальными элементами[214] a₀, e₀ = i₀ = 0, вращающуюся по орбите вокруг центрального объекта с массой M. Тогда у изучаемого объекта с массой m, с орбитальными элементами a, e, i и периодом P есть характерное время T до приближения на расстояние R к мишени, где

здесь: U – это относительная скорость «на бесконечности», а U_x – ее компонент вдоль линии узлов (точек пересечения орбит).

Если R – физический радиус планеты, тогда

Для применения результатов Эпика к настоящей проблеме уравнения сводятся к следующему приближению:

Используя P ≃ 5 лет (a ≃ 3 а.е.), мы имеем:

T ≃ 9 × 109sin i лет,

или около ⅓ среднего времени свободного пробега из более простого аргумента выше.

Заметьте, что в обоих расчетах при приближении на N радиусов Земли вероятность физического столкновения возрастает в N² раза. Таким образом, для N = 10, то есть прохождения на расстоянии 63 000 км, вышеприведенные значения T нужно снизить на два порядка. Это около 1/6 расстояния между Землей и Луной.

Для применения сценария Великовского необходимо более тесное сближение: в конце концов, книга называется «Столкновение миров» (Worlds in Collision). Также утверждается, что в результате прохождения Венеры мимо Земли вода в океанах поднялась до высоты 2,5 км. Исходя из этого, легко решить обратную задачу с помощью простой теории приливов (высота прилива пропорциональна M/r², где M – это масса Венеры, а r – расстояние между планетами во время столкновения), что Великовский говорит о прохождении по касательной: поверхности Земли и Венеры соприкасаются! Но заметьте, что даже прохождение на расстоянии 63 000 км не освобождает гипотезу от проблем физики столкновения, которые очерчены в этом приложении.

И наконец, мы наблюдаем, что орбита, пересекающая орбиты Юпитера и Земли, подразумевает высокую вероятность близкого повторного подхода к Юпитеру, который выбросит объект из Солнечной системы еще до столкновения с Землей: естественный пример – траектория космического зонда «Пионер-10». Следовательно, нынешнее существование планеты Венера должно подразумевать, что комета Великовского сделала буквально несколько последовательных проходов мимо Юпитера и, следовательно, что ее орбита очень быстро стала круговой. (Великовский, должно быть, предполагает, что близкое прохождение кометы рядом с Землей произошло вскоре после ее отделения от Юпитера в соответствии с вышеприведенными вычислениями.)

В таком случае вероятность того, что комета столкнулась с Землей только через несколько десятков лет после ее отделения от Юпитера, составляет от одного шанса на 1 млн до одного шанса на 3 трлн, если допустить принадлежность обломков существующим популяциям. Даже если бы мы предположили, что комета отделилась от Юпитера так, как говорит Великовский, и сделали бы невероятное предположение, что она никак не связана с другими объектами, которые мы видим в Солнечной системе сегодня, то есть что малые объекты никогда не отделяются от Юпитера, среднее время, за которое она бы столкнулась с Землей, составляет около 30 млн лет, что не соответствует его гипотезе с шансом столкновения, равным одной миллионной. Даже если мы позволим его комете столетиями летать по внутренней Солнечной системе до приближения к Земле, статистика все равно не на стороне гипотезы Великовского. Когда мы учитываем тот факт, что Великовский верит в несколько статистически независимых столкновений за несколько сотен лет (читайте его книгу), общая вероятность того, что его гипотеза верна, становится совсем малой. Потребуются повторные столкновения планет, чтобы назвать их «столкновениями миров».

Гравитационное ускорение, которое держит нас на поверхности Земли, имеет значение 103 см/с² = 1 g. Замедление на a = 10^–2 g = 10 см/с² почти незаметно. Сколько времени τ потребовалось бы Земле, чтобы остановить свое вращение, если бы итоговое замедление было незаметным? Экваториальная угловая скорость Земли равна Ω = 2π / P = 7,3 × 10^–5 рад/с; экваториальная линейная скорость RΩ = 0,46 км/с. Таким образом, τ = RΩ / a = 4600 c, или немного больше часа.

Удельная энергия вращения Земли составляет:

где I – это главный момент инерции Земли. Это меньше скрытой теплоты плавления силикатов L ≃ 4 × 10⁹ эгр/г¹. Таким образом, Кларенс Дэрроу был неправ, когда говорил, что Земля расплавится. Тем не менее он был на правильном пути: тепловые расчеты на самом деле губительны для истории Иисуса Навина. С типичной удельной теплоемкостью c_p ≃ 8 × 10⁶ эрг/(г градус) остановка и возобновление движения Земли за один день вызвали бы повышение средней температуры на ∆Т ≃ 2Е / c_p ≃ 100 К – достаточно, чтобы поднять температуру выше нормальной точки кипения воды. Она была бы даже хуже у поверхности и на низких широтах: при v ≃ ≃RΩ, ∆Т ≃ v² / c_p ≃ 240 К. Сомнительно, что жители не заметили бы такого сильного изменения климата. Замедление может быть сносным, если происходит достаточно постепенно, но не жара.

Нагревание Венеры при предполагаемом прохождении рядом с Солнцем и последующее остывание этой планеты посредством излучения в космос лежат в основе гипотезы Великовского. Но он нигде не вычисляет ни величину нагревания, ни скорость остывания. Однако можно выполнить хотя бы грубые вычисления. Объект, который задевает солнечную фотосферу, должен двигаться на очень высоких скоростях, если он образовался во внешней Солнечной системе: 500 км/с – типичное значение при прохождении перигелия. Но радиус Солнца – 7 × 10¹⁰ см. Следовательно, типичная временная шкала для нагревания кометы Великовского составляет: (1,4 × 10¹¹ см) / (5 × 10⁷ см/с) ≃ 3000 с, то есть меньше часа. Самая высокая температура, до которой могла бы нагреться комета вследствие прохождения рядом с Солнцем, составляет 6000 К – температура солнечной фотосферы. Великовский ничего не говорит о дальнейших событиях после прохождения его кометы рядом с Солнцем; впоследствии она просто становится планетой Венерой и остывает, отдавая тепло в космос, – эти процессы продолжались, скажем, в течение 3500 лет до настоящего момента. Но и нагревание, и остывание происходят посредством излучения, и физика обоих процессов одинаково контролируется законом термодинамики Стефана – Больцмана, согласно которому и количество приобретенной теплоты, и скорость остывания пропорциональны температуре в четвертой степени. Следовательно, отношение возрастания температуры кометы за 3000 с нагревания от Солнца к понижению температуры за 3500 лет остывания посредством излучения равно (3 × 10³ с / 10¹¹ с) ¼ = 0,013. Нынешняя температура Венеры из этого источника тогда в лучшем случае будет равна только 6000 × 0,013 = 79 К, или приблизительно температуре замерзания воздуха. С механизмом Великовского Венера не смогла бы остаться горячей, даже очень приблизительно «горячей».

Этот вывод существенно не изменился бы, даже если было бы несколько прохождений через солнечную фотосферу, а не одно. Источником высокой температуры Венеры не может быть один или несколько процессов нагревания, какими бы сильными они ни были. Горячая поверхность требует постоянного источника тепла, который может быть или эндогенным (радиоактивное нагревание планеты изнутри), или экзогенным (солнечный свет). Сейчас очевидно – в соответствии с предположением, высказанным много лет назад (см. Wildt, 1940; Sagan, 1960), – что правильным является последний вариант: именно солнечное излучение, постоянно падающее на Венеру, ответственно за высокую температуру ее поверхности.

Хотя Великовский этого не сделал, мы можем приблизительно подсчитать порядок величины напряженности магнитного поля, необходимого, чтобы серьезно изменить движение кометы. Возмущающее поле может быть от планеты, такой как Земля или Марс, к которой направляется комета, или от межпланетного магнитного поля. Чтобы это поле играло существенную роль, плотность ее энергии должна быть сравнима с плотностью кинетической энергии кометы. (Мы даже не беспокоимся о том, имеет ли комета распределение зарядов и полей, которое позволит ей реагировать на наложенное поле.) Таким образом, условия следующие:

где B – это сила магнитного поля в гауссах, R – радиус кометы, m – ее масса, v – скорость и ρ – плотность. Мы видим, что условия не зависят от массы кометы. Взяв типичную скорость кометы во внутренней Солнечной системе приблизительно 25 км/с и ρ, как плотность Венеры, приблизительно 5 г/см³, мы находим, что требуется индукция магнитного поля больше 10 млн Гс. (Близкое значение в электростатических единицах понадобилось бы, если бы формирование круговой орбиты было электрическим, а не магнитным.) Поле экваториальной плоскости Земли составляет около 0,5 Гс. Поля Марса и Венеры – менее 0,01 Гс. Солнечное поле – несколько гауссов, а в области солнечных пятен – несколько сотен гауссов. Поле Юпитера, измеренное «Пионером-10», меньше 10 Гс. Типичные межпланетные поля – 10^–3 Гс. В Солнечной системе невозможно генерировать крупномасштабное поле, напряженность которого приближалась к 10 МГс. И нет признаков того, что такое поле когда-либо существовало поблизости от Земли. Мы помним, что магнитные домены расплавленных горных пород в ходе повторного замерзания ориентируются соответственно преобладающему полю. Если бы Земля оказалась, даже ненадолго, в магнитном поле напряженностью 10 МГс 3500 лет назад, намагниченность горных пород четко бы это показала. А это не так.