Марио Ливио
От Дарвина до Эйнштейна: Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной
© Mario Livio, 2013
© Бродоцкая А., перевод на русский язык, 2014
© ООО «Издательство АСТ», 2015
По моему мнению, эта книга внесла ценный вклад в популяризацию науки. Марио Ливио рассказывает о серьезных вещах, но делает это столь занятно, что читателя, даже незнакомого с основными постулатами науки, все время разбирает интерес: а что же там дальше? Писать книги на научную тему, все время сохраняя свежесть повествования, – великий дар. Рекомендую эту книгу всем, кто любит думать и мечтать.
Книга – прекрасная! Она будет интересна читателю любого возраста и любого образования. Я бы советовал читать ее как некое базовое введение к науке. Мы привыкли воспринимать гениев прошлого как барельефы на могильных плитах. Но ведь это были живые люди! Они умели переживать, смеяться, хохмить. Читайте эту книгу и наслаждайтесь!
Когда я читал эту книгу, мне пришли на память слова одного философа: «Ошибки великих более ценны, чем истины маленьких людей». И хотя я не совсем согласен с этим высказыванием, тем не менее, ошибки гениев действительно гениальны. Они даже больше говорят о масштабе личности, чем удачи и озарения. Чтобы оценить человека, нужно оценивать не его достижения, а его ошибки!
Книга представляет читателю выдающихся деятелей науки с другой стороны. Каждый из пяти описанных гениев: Дарвин, Кельвин, Лайнус Полинг, Фред Хойл и Альберт Эйнштейн – совершил множество гениальных открытий. Но еще больше – гениальных ошибок! Но Ливио пишет об этом не для того, чтобы мы позлорадствовали – вот, мол, и гении ошибались. Его книга заставляет испытывать благодарность этим великим мужам за то, что они шли своим путем и не боялись ошибаться. Их пример учит нас использовать свои ошибки как новый опыт, который помогает находить новые пути!
Эта книга – не о науке в целом и не о выдающихся ученых в частности. Она – о том, что даже в самом серьезном деле есть свои «изюминки», которые делают жизнь интересной. Собственно, ради этих «изюминок» люди и занимаются наукой! Прочитайте эту книжку – и вы найдете множество изюминок!
Совершить открытие может каждый ученый, но далеко не любой служитель науки способен написать научно-популярную книжку. Здесь нужно обладать даром писать для широкой публики, не скатываясь в пошлость и спекуляции, с одной стороны, и сохраняя глубину мысли – с другой. Редкие научные книги читается так легко, как произведения Марио Ливио. Главное достоинство его нового труда «Блистательные ляпсусы…» в том, что наслаждаться этим текстом может не только специалист. Бог благословил автора редким умением сочетать научную точность с мастерством рассказчика. Ливио – как великий повар, который может заставить ребенка с удовольствием съесть то, что полезно, но не так вкусно.
Я не ученый, не аспирант и даже не студент. Я простой служащий, и тем не менее, я прочитал эту книгу с неописуемым удовольствием. Главное ее достоинство в том, что она понятна простому человеку «не из науки», интересна и легко читается. Книга расширила мой кругозор и помогла понять кое-какие научные законы.
Книга читается на одном дыхании! В ней полно научной зауми, но этого совершенно не замечаешь! Как автор умудрился написать научную книжку, чтобы она была интересна и профессионалам, и «чайникам», – я, признаться честно, не понимаю. Но это ему удалось! Эта книжка стала моей любимой из всех научно-популярных книг и заняла почетное место на книжной полке!
Посвящается Ногги и Даниэле
Предисловие
Все то время, пока я работал над этой книгой, примерно раз в месяц кто-нибудь спрашивал у меня, о чем она. Я придумал стандартный ответ: «Это книга про научные ляпсусы и при этом не автобиография!» Обычно на это смеялись, а иногда осторожно замечали: «Какая интересная задумка». Цель моя была очень проста: развеять распространенное заблуждение, будто великие научные открытия – это истории успеха. В сущности, все обстоит ровно наоборот. Путь к победе не просто вымощен страшными ляпсусами: чем больше возможный приз, тем крупнее ожидается ляпсус.
Всем нам знакомы слова Иммануила Канта: «Две вещи наполняют душу всегда новым и все более сильным удивлением и благоговением, чем чаще и продолжительнее мы размышляем о них, –
Эта книга посвящена отважным попыткам разобраться, что такое жизнь и мироздание, однако речь в ней пойдет в основном о превратностях пути, а не о пункте назначения. Я стремился сосредоточиться на мыслительном процессе и на препятствиях, стоящих на пути к открытию, а не на самих достижениях.
В этом мне помогали очень многие, кое-кто, возможно, и сам об этом не догадывался. Я благодарен Стиву Мойзису и Реике Йокочи за консультации по геологии. Благодарю Джека Даница, Хореса Фриланда Джадсона, Мэтта Мезельсона, Евангелоса Мудрианакиса, Алекса Рича, Джека Шостака и Джима Уотсона за беседы о биохимии, в особенности о трудах Лайнуса Полинга. Я в долгу перед Питером Эгглтоном, Джоном Фолкнером, Джеффри Хойлом, Джайантом Нарликаром и лордом Мартином Рисом за обсуждение вопросов астрофизики и космологии и рассказы о трудах Фреда Хойла.
Кроме того, я хотел бы выразить признательность всем тем, кто снабжал меня бесценными материалами для этой книги, а в особенности – Адаму Перкинсу и сотрудникам Университетской библиотеки в Кембридже за материалы о Дарвине и о лорде Кельвине, Марку Херну из Кембриджского института астрономии за материалы о лорде Кельвине и о Фреде Хойле, Аманде Смит из Кембриджского института астрономии за материалы о Фреде Хойле и за обработку фотографий, связанных с Уотсоном и Криком, Клиффорду Миду и Крису Петерсену из Отдела особых собраний Государственного университета штата Орегон и Ломе Каркинс из архива Калифорнийского технологического института за материалы о Лайнусе Полинге, Саре Брукс из «Nature Publishing Group» за материалы о Розалинде Франклин, Бобу Карсвеллу и Питеру Хинли из Королевского астрономического общества за материалы о Жорже Леметре, Лилиан Менс из Архива Жоржа Леметра за материалы о Жорже Леметре, Кэтрин Макки из Колледжа Св. Иоанна в Кембридже за материалы о Фреде Хойле, Барбаре Вольф из архива Альберта Эйнштейна, Диане Кормос-Бухвальд из «Einstein Papers Project», Дэниелу Кеннефику из Университета штата Арканзас, Майклу Саймонсону из Института имени Лео Бека, Кристине Лутц из Принстонского университета и Кристине ди Белла из Института перспективных исследований – за материалы об Эйнштейне.
Особая благодарность – Джилл Лагерстром, Элизабет Фрейзер, Эми Гонигам и сотрудникам библиотеки Университета Джона Хопкинса за постоянную помощь с библиографией. Спасибо Шэрон Тулан за профессиональную подготовку рукописи к печати и Пэм Джеффрис – за прекрасные иллюстрации. А самым долготерпеливым моим союзником, как всегда, была моя жена Софи.
И, наконец, спасибо моему агенту Сьюзен Рабинер за неустанное содействие, моему редактору Бобу Бендеру – за тонкие замечания, а Джоанне Ли – за преданность своему делу во время подготовки и печати этой книги.
Глава 1. Ляпсусы и ошибки
Подобно тому, как множество свитых бечевок образуют канат, нередко огромная глупость является всего лишь суммой глупостей мелких. Рассучите канат, бечеву за бечевой, рассмотрите, каждую в отдельности, мельчайшие решающие причины, приведшие к большой глупости, и вы легко поймете все. «И только-то», – скажете вы. Но скрутите, свяжите их снова – и вы увидите, как это страшно.
Когда неугомонный Бобби Фишер, быть может, известнейший шахматист за всю историю этой игры, летом 1972 года все же прибыл на матч на звание чемпиона мира[1] с Борисом Спасским, атмосфера в мире шахмат сгустилась настолько, что хоть ножом режь. Даже те, кто раньше никогда не интересовался шахматами, ждали «Матча века» – так его назвали, – затаив дыхание. И вот на 29 ходу самой первой игры в позиции, которая явно вела к ничьей, Фишер сделал ход, который сочли бы ошибкой и отмели даже шахматисты-любители. Это могло бы быть типичным случаем так называемой «шахматной слепоты», ошибки, которую в шахматной литературе помечают как «??» и которая покрыла бы позором пятилетнего малыша в местном шахматном клубе. Однако самое поразительное в этой истории – то, что эту ошибку сделал человек, грудью проложивший себе дорогу на матч со Спасским, одержав беспрецедентную череду из 20 побед над шахматными звездами мировой величины. (Обычно на мировых первенствах ничьих бывает не меньше, чем побед, а то и больше.) Но только ли в шахматах случается подобная слепота? Или столь же неожиданные ошибки бывают и в других отраслях знания?
Оскар Уайльд как-то заметил, что «Жизненный опыт – прозвище, которое принято давать своим ошибкам». И в самом деле, мы в повседневной жизни постоянно ошибаемся. Захлопываем дверь, забыв внутри ключи, вкладываем деньги не в те акции (или в те, но не в тот момент), безобразно переоцениваем собственную способность делать сто дел одновременно – и зачастую виним в своих несчастьях совершенно не те обстоятельства. Кстати, именно склонность находить неверные причины и объясняет, почему мы так редко учимся на своих ошибках. Разумеется, мы понимаем, что это были ошибки, только после того, как их совершим, отсюда и определение «жизненного опыта», которое дает Уайльд. Более того, других мы судим не в пример лучше, чем анализируем собственные поступки. Как отметил психолог и нобелевский лауреат по экономике Даниэль Канеман: «Я не слишком оптимистично отношусь к способности людей менять свой образ мыслей, зато очень оптимистично – к их способности находить ошибки у других».
Сбои дают даже процессы, тщательно продуманные и выстроенные, скажем, система расследования преступлений, и иногда это приводит к поистине ужасным результатам. Например, Рэй Крон из Феникса[2] в штате Аризона десять лет провел за решеткой и едва не был казнен, поскольку его
Однако эта книга – не о таких ошибках, пусть даже самых страшных, а о крупных научных ляпсусах. «Научными ляпсусами» я называю особенно серьезные концептуальные ошибки, которые вполне способны свести на нет целые теории и стратегические планы развития целых научных отраслей – а в принципе и затормозить научный прогресс как таковой.
История человечества изобилует грубыми ляпсусами в самых разных научных дисциплинах. Подобные судьбоносные промахи восходят еще ко временам Ветхого завета и греческой мифологии. Например, согласно книге Бытия, первое, что сделала в своей жизни Ева, библейская праматерь всего человечества, – это уступила уговорам лукавого змия и вкусила запретного плода. Эта колоссальная глупость привела ни к чему иному, как к изгнанию Адама и Евы из Райского сада и даже к тому, что с тех пор людям в принципе недоступна абсолютная истина – по крайней мере, так считал Фома Аквинский, богослов XIII века. Греческий миф повествует о том, как Парис, по неразумию похитив Елену Прекрасную, супругу спартанского царя, стал причиной гибели Трои. Немецкий генерал-фельдмаршал Федор фон Бок во время Второй мировой войны по глупости повторил крайне неудачное наступление Наполеона на Россию. Оба военачальника не учли непреодолимую мощь «Генерала Мороза». Английский историк А. Дж. П. Тейлор[3] сказал о бедствиях Наполеона следующими словами: «Подобно большинству изучавших историю, он [Наполеон] на ошибках прошлого научился лишь тому, как делать новые».
Что касается философской арены, то ошибочные представления великого Аристотеля о физике (в том числе – убежденность, что все тела стремятся в свое «естественное» место) оказались столь же ошибочными, сколь и не оправдавшиеся прогнозы Карла Маркса, который утверждал, что капитализм вот-вот падет. Точно так же оказались, мягко говоря, сущей ерундой многие психоаналитические выводы Зигмунда Фрейда, будь то гипотеза об «инстинкте смерти» – стремлении вернуться в состояние покоя до начала жизни – или о роли младенческого эдипова комплекса в возникновении неврозов у женщин.
Подумаешь, скажете вы, человеку свойственно ошибаться, однако вспомним некоторых величайших
Наоборот!
Цель этой книги и состоит в том, чтобы подробно рассказать о некоторых удивительных ляпсусах подлинно великих ученых – и проследить, к каким неожиданным последствиям привели эти ляпсусы. При этом мне хотелось бы проанализировать и вероятные причины подобных ляпсусов и, насколько удастся, выявить интереснейшие связи между этими ляпсусами и определенными ограничениями, которые накладывает на нас устройство нашего разума. А в конечном итоге я намерен показать, что дорогу к открытиям и новаторству можно найти и на тернистой тропе курьезных ошибок.
Как мы вскоре увидим, в затейливый узор эволюции включены и те ляпсусы, которые я отобрал для детального анализа на страницах этой книги. То есть это серьезные ляпсусы, связанные с теориями эволюции жизни на Земле, эволюции самой Земли и эволюции нашей Вселенной в целом.
Ляпсусы эволюции и эволюция ляпсусов
Одно из определений эволюции в Оксфордском словаре английского языка гласит: «Развитие и рост всего, что можно сравнить с живым организмом, в соответствии с его наследственными тенденциями… Также возникновение или зарождение чего-либо в результате естественного развития в отличие от его создания в результате определенного действия». Однако первоначально значение этого слова было несколько иным. Латинское слово
На протяжении ХХ века слово «эволюция» стало так тесно ассоциироваться с именем Дарвина, что трудно поверить, что в первом издании главного его труда «Происхождение видов» этого слова не было вообще! Правда, последнее слово этой книги – «evolved».
За время, минувшее с первой публикации «Происхождения видов», эволюцию стали понимать шире – примерно в соответствии с определением из словаря, которое приведено в начале этого раздела, – и сегодня можно говорить об эволюции самых разных явлений – от языка и музыки до моды и мнений, а также о социально-культурной эволюции, эволюции программного обеспечения и так далее (введите в поисковую программу хотя бы «эволюция хипстеров» и посмотрите, сколько будет результатов). Президент Вудро Вильсон[4] как-то отметил, что даже Конституцию США следует воспринимать через призму эволюции: «Правительство – не машина, а живое существо… оно подчиняется не Ньютону, а Дарвину». Я собираюсь говорить об эволюции жизни, Земли и Вселенной – однако это совсем не значит, что научные ляпсусы совершались только в этих отраслях знания. Совсем нет – просто я выбрал именно эти темы по двум основным причинам. Во-первых, я хотел критически разобрать ляпсусы, совершенные учеными, которые почти у всех занимают верхние строчки в списках величайших умов. Ляпсусы подобных светил, даже совершенные в прошлом веке, играют огромную роль в тех задачах, которые ученые и человечество в целом решают в наши дни. Как я надеюсь показать, анализ подобных ляпсусов создает особую область знаний, весьма живую и подвижную, и эти знания не просто сами по себе очень интересны, но и помогают принимать верные решения в самых разных сферах – от научной методологии до морали и нравственности. Вторая причина очень проста: вопрос об эволюции жизни, Земли и Вселенной интересует людей – всех людей, а не только ученых – с самой зари цивилизации и вдохновил бесчисленное множество неутомимых исследователей на поиски истоков человека и человечества. Интеллектуальное любопытство, которое вызывали эти темы у наших предков, по крайней мере отчасти стоит у корней религиозных представлений, мифов о создании мира и философских изысканий. А более эмпирическая, основанная на наблюдениях и доказательствах сторона этого любопытства в конце концов привела к рождению науки. Человечество так преуспело в расшифровке некоторых сложных процессов, влияющих на эволюцию жизни, Земли и космоса, что это можно безо всяких преувеличений назвать чудом. Разве не поразительно, если вдуматься, что мы можем проследить космическую эволюцию до того момента, когда нашей Вселенной была всего лишь крошечная доля секунды от роду? И все равно еще очень много вопросов остается без ответа, а тема эволюции и в наши дни вызывает ожесточенные споры.
Мне пришлось довольно долго размышлять над тем, каких крупных ученых следует взять с собой в это путешествие по бурным волнам теории и практики, однако в конце концов я остановил свой выбор на ляпсусах пяти выдающихся деятелей науки. В мой перечень «творцов» неожиданных ляпсусов вошли прославленный натуралист Чарльз Дарвин, физик лорд Кельвин, в честь которого названа температурная шкала, Лайнус Полинг, один из самых влиятельных химиков в истории, знаменитый английский астрофизик и космолог Фред Хойл и Альберт Эйнштейн, который в представлении не нуждается. В каждом случае я подойду к основной теме с двух разных точек зрения – разных, но взаимодополняющих. С одной стороны, это будет книга о теориях этих гениальных самородков и об удивительных связях между этими теориями, однако мы будем рассматривать их под непривычным углом: изучим их слабые стороны, а иногда даже крупные недостатки. С другой стороны, я кратко расскажу о разных видах ляпсусов и попытаюсь выявить их психологические (или, если угодно, нейрофизиологические) причины. Как мы убедимся, не все ляпсусы равны от рождения, и ляпсусы пяти ученых из моего списка по природе своей различны. Ляпсус Дарвина состоял в том, что он не понимал всех последствий своей конкретной гипотезы. Ляпсус Кельвина – в пренебрежении непредвиденными возможностями. Ляпсус Полинга – результат излишней уверенности в себе, порожденной прежними успехами. Хойл напрасно упорствовал в противостоянии традиционной науке. А Эйнштейн не совсем верно представлял себе, что такое эстетика простоты. А главное – по пути мы обнаружим, что ляпсусы не просто неизбежны, а представляют собой неотъемлемое условие научного прогресса. Развитие науки – это не прямая дорога, по которой мы маршируем к истине. Если бы не тупиковые закоулки и не фальстарты, ученые слишком часто и слишком далеко уходили бы по неправильным тропам. Все ляпсусы, о которых пойдет речь в той книге, так или иначе послужили катализаторами для блистательных прорывов, вот почему я назвал их «блистательными ляпсусами». Они сыграли роль химикатов, которые осадили туман, в котором блуждала наука по пути к прогрессу – потому что наука обычно продвигается вперед мелкими шажками и лишь иногда совершает квантовые скачки.
Эту книгу я организовал так, чтобы при разговоре о каждом ученом изложить сущность тех теорий, которые его прославили. Изложение это будет предельно кратким, просто чтобы познакомить читателя с идеями этих великих умов и очертить контекст, в котором совершались ляпсусы, а вовсе не проанализировать полностью соответствующую теорию. Кроме того, я решил сосредоточиться лишь на одном крупном ляпсусе в каждом случае, а не придираться ко всем оплошностям, которые совершили эти светила на своем долгом профессиональном пути: к чему рыться в грязном белье? И начну я с человека, о котором в некрологе, опубликованном в «New York Times» 21 апреля 1882 года, по справедливости говорилось, что «его очень много читали, но говорили о нем еще больше».
Глава 2.
Происхождение видов
Таким образом, из борьбы в природе, из голода и смерти непосредственно вытекает самый высокий результат, какой ум в состоянии себе представить, – образование высших животных. Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм.
Самая поразительная черта жизни на земле – ее несказанное
С одной стороны, здесь есть бактерии размером меньше стотысячной доли сантиметра, с другой – синие киты длиной свыше 30 метров. Среди тысяч известных нам видов морских моллюсков под общим названием «голожаберные» есть и довольно скучные на вид, а есть с такой яркой окраской, какую редко увидишь у других земных созданий. Птицы поднимаются поразительно высоко, в верхние слои атмосферы – 29 ноября 1975 года в двигатель сверхзвукового самолета, пролетавшего над Берегом Слоновой Кости в Западной Африке, попала хищная птица, и было это на высоте 11,5 километров[5]. Другие птицы, например, горные гуси и лебеди-кликуны, регулярно поднимаются выше 7,5 километров. Жители океана не остаются в долгу и бьют все рекорды по глубине погружения. Скажем, 23 января 1960 года ученый-рекордсмен Жак Пикар[6] и лейтенант Дон Уолш из ВМС США медленно погрузились в специальном зонде под названием батискаф на самое дно глубочайшей впадины в Тихом океане – Марианской впадины к югу от Гуама. Когда они достигли наконец рекордной глубины в 10 911 метров, то с изумлением обнаружили новый вид глубоководных креветок, которые превосходно себя чувствовали, несмотря на давление почти в 1200 кг/см²! А 26 марта 2012 года кинорежиссер Джеймс Кэмерон снова достиг глубочайшей точки Марианской впадины в специально сконструированном подводном аппарате. И сообщил, что видел желейный пейзаж, пустынный, будто лунный. Однако и он заметил креветкообразных живых существ длиной не больше двух-трех сантиметров.
Сколько биологических видов живет сейчас на Земле, никто точно не знает. В недавнем каталоге[7], изданном в сентябре 2009 года, даны официальные названия и научные описания примерно 1 900 000 видов. Однако, поскольку большинство видов живых существ относятся к микроорганизмам или очень мелким беспозвоночным, многих из которых очень трудно найти и выявить, принято считать, что на самом деле видов живых существ несколько больше. Обычно оценки колеблются от 5 до примерно 100 миллионов различных видов, хотя вероятнее всего, что их количество – примерно 5–10 миллионов (одно из недавних исследований[8] предсказывает существование примерно 8,7 миллионов видов). Удивляться подобному разбросу не приходится, если вспомнить, что, по данным последних исследований, в одной чайной ложке грязи[9] под нашими ногами могут таиться тысячи видов бактерий.
Помимо разнообразия, у жизни на Земле есть и другая поразительная черта – это невероятная
Очень много разных биологических видов налаживают поразительное взаимодействие под девизом «ты мне, я тебе» – оно называется
Партнерские отношения налаживают даже животные и бактерии. Например, у термальных источников на морском дне живут моллюски, которые купаются в обогащенной водородом воде, и оказалось, что они, с одной стороны, выращивают внутреннюю популяцию бактерий, питающихся водородом, а с другой – сами питаются этими бактериями. Подобным же образом бактерии семейства
Кстати, один довольно распространенный пример поразительного симбиоза на самом деле не более чем легенда. Во многих книгах описывается сосуществование нильского крокодила и птички под названием египетский бегунок, она же крокодилий сторож. Аристотель упоминает[10] о том, что когда крокодил зевает, птичка влетает ему в пасть и чистит зубы – а сама таким образом добывает себе пищу, в то время как крокодил получает удовольствие и облегчение. Похожее описание[11] мы встречаем и в авторитетном труде «Естественная история» естествоиспытателя Плиния Старшего, жившего в I веке н. э. Однако в современной научной литературе нет ни одного упоминания подобного симбиоза, как нет и ни одного фотоотчета, подтверждающего подобное поведение птички и крокодила. Впрочем, чему тут удивляться: у Плиния Старшего сомнительная репутация, очень многие его «научные факты» оказались выдумкой.
То, что проявления жизни не просто столь разнообразны, но и так хитроумно сочетаются друг с другом и так замечательно адаптируются, убедили многих естествоиспытателей и богословов – от Фомы Аквинского, жившего в XIII веке, до Уильяма Пейли, жившего в веке XVIII, что жизнь на Земле не могла зародиться без умелой руки высшего зодчего. Подобные идеи возникли уже в I веке до н. э. Знаменитый римский оратор Марк Туллий Цицерон[12] полагал, что мир природы произошел от некоего божественного «разума»:
Кроме того, именно Цицерон первым прибег к «метафоре часовщика», которая впоследствии стала главным аргументом в пользу гипотезы «разумного творца». Вот как он об этом писал:
Именно этой логики придерживался и Пейли[13] почти две тысячи лет спустя: хитроумный механизм предполагает наличие механика, хитроумное устройство – наличие изобретателя. Пейли настаивал, что из существования отменно сделанных часов следует существование часовщика. Разве не должны мы сделать такой же вывод по поводу столь сложного явления, как жизнь? Ведь «любые свойства механизма, любые проявления замысла, какие только есть в часах, существуют и в созданиях природы, с той лишь разницей, что в природе они куда значительнее и мощнее – настолько, что это превосходит всякие вычисления». Упорные разговоры о насущной потребности в «изобретателе» (поскольку единственная мыслимая, однако неприемлемая альтернатива, как тогда считалось, – это случайное совпадение) вполне убеждали многих естествоиспытателей и философов – примерно до начала XIX века.
Из довода о сложности устройства следовала очередная догма: предполагалось, что биологические виды
Вот каковы были господствующие течения в представлении о жизни на Земле, пока у одного человека не хватило отваги, воображения и глубины, чтобы свести воедино огромное количество разрозненных фактов и сплести из этих нитей великолепный ковер. Этим человеком был Чарльз Дарвин (на илл. 1 мы видим его портрет на склоне лет), а его великая единая концепция стала самой увлекательной нематематической теорией, владевшей умами человечества. Дарвин буквально перевел идею жизни на Земле из царства легенд в сферу науки.
Революция
Первое издание книги Дарвина «Происхождение видов»[14] вышло в свет 24 ноября 1859 года в Лондоне, и с тех пор биология изменилась навсегда. (На илл. 2 мы видим титульный лист первого издания, Дарвин называл книгу не иначе как «мое дитя».) Однако прежде чем изучать основную идею «Происхождения видов», важно понять, о чем в этой книге не говорится. Дарвин не пишет ни единого слова ни о собственно
Однако вся самая тяжкая интеллектуальная работа, связанная с разработкой идеи эволюции, была проделана именно в «Происхождении видов». Дарвин одним ударом развенчал идею разумного замысла, развеял представление о том, что биологические виды вечны и неизменны, и предложил механизм, благодаря которому достигается и разнообразие, и адаптивность.
Говоря кратко и просто, теория Дарвина зиждется на четырех столпах, поддерживаемых одним и тем же замечательным механизмом[17]. Эти столпы – эволюция
Приведу весьма сжатое изложение главных составляющих теории Дарвина. В основном это описание собственных идей Дарвина, а не модернизированная в соответствии с нынешними научными представлениями версия его концепций. К сожалению, в некоторых местах нам все же не удастся обойтись без линий доказательств, накопленных уже после Дарвина. Однако, как мы обнаружим в следующей главе, Дарвин все же сделал одну серьезную ошибку, которая могла бы полностью дезавуировать главную его идею – идею естественного отбора. Сам Дарвин в этой ошибке не повинен, в XIX веке никто не имел ни малейшего представления о подлинной сути генетики, однако Дарвин не понял, что та теория наследования, из которой он исходит, губит концепцию естественного отбора на корню.
Итак, первый столп его теории –
Идею второго столпа –
Третий столп теории Дарвина –
Однако, спросите вы, если вся жизнь на Земле произошла от одного общего предка, откуда взялось такое поразительное разнообразие? Ведь мы уже решили, что именно это свойство жизни нуждается в объяснении. Дарвин не стал увиливать и встретил эту трудную задачу лицом к лицу: недаром слово «виды» вынесено в название его книги. Для решения задачи[24] разнообразия Дарвин выдвинул еще одну оригинальную идею – идею
Удивительный факт: знаменитый писатель Владимир Набоков[27], автор «Лолиты» и «Бледного огня», в 1945 году выдвинул сенсационную гипотезу эволюции группы бабочек под названием
Дарвин прекрасно понимал, как важно понятие о видообразовании для его теории, и включил в книгу схематический чертеж «Древа жизни» (на илл. 3 мы видим оригинальный рисунок из записной книжки Дарвина за 1837 год). Это единственный рисунок на всю книгу. Как ни удивительно, Дарвин приписал вверху страницы предупреждение «
Биологи-эволюционисты во многих случаях сумели выявить, какие факторы непосредственно повлияли на видообразование: это касалось и пар видов, которые, вероятно, недавно отпочковались от одного какого-то вида, и пар, которые вот-вот разойдутся в стороны. На более детальном уровне сочетание данных молекулярной биологии и палеонтологии – науки об ископаемых – позволило выстроить относительно подробное и обоснованное филогенетическое древо семейств[28] ныне живущих и недавно вымерших млекопитающих.
Тут я не сдержусь и позволю себе маленькое отступление – отмечу, что по моему личному мнению у идей общего предка и видообразования есть одна особенность, которая придает теории Дарвина особую ценность. Лет десять назад, когда я работал над книгой «Ускоряющаяся Вселенная»[29] («
Принцип Коперника назван в честь польского астронома Николая Коперника, который в XVI веке сместил Землю с престижной должности центра мироздания. Теории, следующие принципу Коперника, не требуют, чтобы люди занимали какое-то особое место – они справедливы и без этого. Коперник научил нас, что Земля – не центр Солнечной системы, и дальнейшие астрономические открытия лишь укрепили нас в убеждении, что, с точки зрения физики, люди не играют в мироздании никакой особой роли. Мы живем на крошечной планетке, которая вращается вокруг заурядной звезды, в Галактике, где таких звезд сотни миллиардов. Наше
И редукционизм, и принцип Коперника – фирменные черты эволюционной теории Дарвина. Дарвин объяснил более или менее все, что связано с жизнью на Земле (кроме ее происхождения) одной единой теорией. Большего редукционизма и представить себе нельзя. К тому же его теория – насквозь коперниковская. Люди развивались точно так же, как и любой другой организм. Метафора древа жизни предполагает, что самые молодые почки отделены от главного ствола примерно одинаковым количеством разветвлений, и единственная разница – то, что они смотрят в разные стороны. Точно так же в эволюционной схеме Дарвина все живущие на данный момент организмы, и люди в том числе, – продукт примерно одинаковых эволюционных путей. Люди в этой схеме не занимают никакого особого, уникального места, они отнюдь не венец творения, а результат адаптации и развития своих предков на Земле.
Это был конец «абсолютного антропоцентризма». Все твари земные – одна большая семья. По словам влиятельного биолога-эволюциониста Стивена Джея Гульда, «Дарвинова эволюция – это не лестница, а куст». Именно это в большой степени и послужило причиной того, что теории Дарвина так упорно сопротивлялись в течение более 150 лет: многие боялись, что теория эволюции сместит человека с пьедестала, который он сам себе воздвиг. Дарвин заставил переосмыслить природу всего сущего и место человека в мироздании. Обратите внимание, что при такой картине мира, где выживают лишь наиболее «приспособленные» (о чем мы скоро поговорим в контексте естественного отбора), вполне можно сказать, что насекомые намного превзошли человека, ведь их так много. И в самом деле, английский генетик Дж. Б. С. Холдейн[31], как рассказывают (впрочем, может быть, это и выдумка), на вопросы теологов, можно ли сказать что-нибудь о Творце на основании изучения творения, отвечал, что Господь «страстно любит жучков». Сегодня мы знаем, что даже в размере генома люди сильно уступают – хотите верьте, хотите нет – пресноводной амебе[32] под названием
Следовательно, теория Дарвина с запасом удовлетворяет двум критериям подлинно красивой теории (конечно, они несколько субъективны, что и говорить). Неудивительно, что «Происхождение видов» вызвало тектонический сдвиг в мировоззрении – пожалуй, такое не удавалось еще ни одному научному труду.
Вернемся к самой теории. Дарвину было недостаточно просто заявить об эволюционных переменах и о причинах разнообразия. Он считал, что его главная задача – объяснить, как именно проходят эти процессы. А для этого ему нужно было объяснить, почему в природе налицо общий замысел, при помощи какой-то теории, которая послужила бы достойной альтернативой теории творения. Профессор из университета Тафтса философ Дэниел К. Деннетт назвал его идею
Естественный отбор
Концепция эволюции требовала, в частности, объяснить, как происходит адаптация: почему мы наблюдаем, что биологические виды живут в идеальной гармонии со средой обитания, и каким образом различные черты живых организмов – части их тела и физиологические процессы – так прекрасно приспособлены друг к другу. Это заставило сформулировать загадку, которая ставила в тупик даже тех естествоиспытателей-предшественников Дарвина, которые в целом симпатизировали идее эволюции: если виды так прекрасно адаптированы, как они могут эволюционировать и при этом оставаться столь же прекрасно адаптированными? Дарвин отлично знал об этом парадоксе – и дал на него исчерпывающий ответ: дело в принципе естественного отбора.