На следующем этапе нашего странствия мы узнаем, как родились всамделишные науки. Это сказ о революционерах, владевших даром видеть мир по-другому, и о терпении, выдержке, таланте и отваге, какие потребовались им, чтобы годами или даже десятилетиями развивать свои идеи. Пионеры науки – Галилей, Ньютон, Лавуазье, Дарвин – сражались с привычным образом мышления своего времени долго и трудно, и потому их истории неизбежно – баллады о личной борьбе, в которой ставки порой равны самой жизни.
И наконец, как и во многих хороших историях, в нашей возникает неожиданный поворот сюжета, стоит героям найти причину думать, что странствие того и гляди завершится. Не успело человечество уверовать, будто постигло все законы природы, как, по странному сюжетному ходу, Эйнштейн [Айнштайн], Бор, Гейзенберг [Хайзенберг] и другие мыслители обнаружили незримую область сущего, применительно к которой выработанные законы оказалось потребно переписать. "Иной" мир с его иномирными законами имеет масштабы настолько малые, что его нельзя наблюдать впрямую, – это микрокосм атома, управляемый законами квантовой физики. Именно из-за этих законов и происходят стремительные и всё ускоряющиеся перемены, которые мы переживаем в современном обществе, поскольку понимание кванта позволило нам разработать компьютеры, мобильные телефоны, телевизоры, лазеры и интернет, визуализации медицинских исследований, генетические карты и в целом – огромную часть новой техники, революционизировавшей современную жизнь.
Первая часть книги охватывает миллионы лет, вторая – сотни, а третья – всего лишь десятки, что отражает экспоненциальное ускорение в накоплении человеческого знания, а также и то, что вылазки наши в этот странный новый мир начались совсем недавно.
* * *
Одиссея открытий длится уже много эпох, но мотивы нашего похода за пониманием мира неизменны, поскольку происходят из нашей же человеческой природы. Один из таких мотивов известен всякому, кто работает в области нововведений и открытий: трудно воспринимать мир или идею, отличные от мира и идей, нами уже постигнутых.
В 1950-х годах Айзек Азимов, один из величайших и наиболее изобретательных фантастов в истории, написал трилогию "Основание" – цикл романов, действие которых происходит в далеком будущем. В этих книгах мужчины ежедневно отправляются на работу, а женщины сидят дома. Прошло всего несколько десятилетий, и такое видение будущего уже ушло в прошлое. Я заговорил об этом потому, что вот она, иллюстрация почти универсального ограничения человеческой мысли: наше творчество стиснуто рамками привычного мышления, произрастающего из убеждений, которые мы не в силах отринуть или же никогда не подвергали сомнению.
Допускаешь перемены – будь готов жить с их последствиями, а это непросто; эта тема также будет не раз возникать в нашей истории. Нас, людей, перемены иногда ошеломляют. Они многого требуют от наших умов, вытаскивают нас за пределы обжитого, ломают наши мыслительные привычки. Перемены порождают путаницу и растерянность. Они вынуждают нас давать отставку старым способам мышления, и отставка эта – не наш выбор, а нечто, нам навязанное. Более того, перемены, происходящие из-за прогресса науки, опровергают системы верований, от которых зависит громадное множество людей – а также, возможно, их профессиональный успех и быт. В результате новые научные представления частенько наталкиваются на сопротивление, гнев и осмеяние.
Наука – душа сегодняшней техники, корень современной цивилизации. На ней зиждутся многие политические, религиозные и нравственные установки наших дней, а соображения, служащие фундаментом науки, все стремительнее преображают общество. Как верно то, что наука играет ключевую роль в формировании общего устройства человеческого мышления, верно и то, что особенности человеческой мысли играли ключевую роль в формировании наших научных теорий. Ибо наука, как отмечал Эйнштейн, "субъективна и психологически обусловленна, как любая другая область человеческой деятельности".
Эта книга – попытка описать развитие науки именно в таком духе – как и интеллектуальное, и культурно обусловленное предприятие, порождающее идеи, которые лучше всего постигать изучением сформировавших их личных, психологических, исторических и общественных обстоятельств. Такой взгляд на науку проливает свет не только на само это начинание, но и на природу творчества и первооткрывательства, да и в целом на суть человечности.
Глава 2
Любопытство
Чтобы разобраться в истоках науки, нам нужно вглядеться в истоки самого человечества. Мы, люди, единственные, кто располагает и способностью, и желанием понимать себя и свой мир. Это величайший дар, благодаря которому мы обособлены от других животных, и поэтому же мы изучаем мышей и морских свинок, а не они нас. Стремление знать, размышлять и творить, проявляемое на протяжении тысячелетий, обеспечило нас методами выживать и создавать для себя самих уникальную экологическую нишу. Применяя в первую очередь силу интеллекта, а не мышц, мы в большей мере придали форму нашей среде обитания, нежели позволили ей придать форму нам – или, тем более, нас одолеть. За миллионы лет мощь и творческая способность наших умов преодолела препятствия, испытывавшие нашу силу и проворство наших тел.
Когда мой сын Николай был мальчишкой, он держал в домашних питомцах мелких ящериц – в Южной Калифорнии их можно ловить вручную. Мы заметили: стоило нам приблизиться к этим зверькам, они сначала замирали, а потом, когда мы тянулись к ним, улепетывали. Наконец мы поняли: если взять большую коробку, ею можно накрыть ящерицу сверху прежде, чем та бросится наутек, после чего подсунуть кусок картона под коробку и тем осуществить поимку. Лично я, когда иду по темной пустынной улице и замечаю кого-нибудь подозрительного, не замираю на месте – я тут же перехожу на другую сторону. Так что можно сказать уверенно: встреть я двух пристально глядящих на меня исполинских хищников с громадной коробкой, я бы предположил худшее и тут же удрал. Ящерицы же создавшееся положение не обдумывают. Они действуют, повинуясь исключительно инстинкту. Несомненно, этот инстинкт миллионы лет служил им верой и правдой, пока не появился Николай с коробкой – тут-то инстинкт ящерицу и подвел.
Мы, люди – может, и не вершина физического творения, однако способны дополнять инстинкты разумом и, что самое важное для наших целей, задаваться вопросами о своем окружении. Таковы начальные требования к научной мысли – и главные характеристики нашего биологического вида. Тут-то и начинается наше приключение: со становления человеческого мозга с его уникальными дарованиями.
Мы называем себя "гуманоидами", однако слово это описывает не только нас, Homo sapiens sapiens, но и весь род Homo. Этот род включает в себя другие виды – Homo habilis (Человек умелый) и Homo erectus (Человек прямоходящий), хотя эти наши родственники давно сгинули. В соревновании на первенство под названием "эволюция" все остальные виды людей оказались негодными. Лишь мы, благодаря силе ума, (пока) способны преодолевать препятствия в выживании.
Представление художника о Protungulatum
Не так давно человек, занимавший пост президента Ирана, говорят, сказал, что евреи произошли от мартышек и свиней. Как же греет душу, когда фундаменталист какой-либо религии признает эволюцию, и поэтому я не спешу его критиковать, но вообще-то евреи – равно как и все остальные люди – произошли не от мартышек и свиней, а от крупных обезьян и крыс или, по крайней мере, от крысоподобных существ. Именуемая в научной литературе Protungulatum donnae, наша прапрапра-и-так-далее-бабушка, предок всех родственных нам приматов и всех нам подобных млекопитающих, похоже, была симпатичной зверюшкой с пушистым хвостом и весила не больше полуфунта.
Ученые считают, что эти крошечные существа принялись сновать в своей среде обитания примерно шестьдесят шесть миллионов лет назад – вскоре после того, как в Землю врезался астероид шести миль в поперечнике. Это катастрофическое столкновение выбросило в атмосферу достаточно обломков, чтобы затмить свет солнца на довольно протяженное время – и спровоцировало накопление достаточного объема парниковых газов, чтобы, когда пыль осела, температура взлетела будь здоров. Двойной удар – тьма, а следом жара – уничтожил примерно 75 % всех растительных и животных видов, но нам он принес удачу – создал экологическую нишу, в которой могут выживать и даже процветать живородящие животные, и их при этом не съедают прожорливые динозавры и другие хищники. В последующие десятки миллионов лет возникали и исчезали все новые и новые биологические виды, но одна ветвь фамильного древа Protungulatum развилась в наших предков – крупных обезьян и мартышек, после чего продолжила ветвиться и произвела на свет наших ближайших ныне живущих родственников – шимпанзе, бонобо (шимпанзе-пигмеев) и, наконец, вас, читатель этой книги, и ваших собратьев-людей.
Ныне большинство людей вполне устраивает, что у их бабушки был хвост и она ела насекомых. Меня самого это не просто устраивает – я восхищен и заворожен нашими предками, историей нашего выживания и культурной эволюции. Думаю, то, что наши древние прародители были крысами и обезьянами, – один из великолепнейших фактов природы: на нашей изумительной планете, если прибавить к крысе шестьдесят шесть миллионов лет, получатся ученые, которые изучат крысу и тем самым постигнут свое собственное происхождение. А по ходу дела мы еще и развили культуру, историографию, религию и науку и заменили гнездовья из веток, в которых обитали наши предки, на сверкающие небоскребы из бетона и стекла.
Скорость этого интеллектуального развития стремительно возрастает. Природе на создание "обезьяны", от которой произошли все люди, потребовалось около шестидесяти миллионов лет, на остаток нашей физической эволюции ушло всего несколько миллионов лет, а наша культурная эволюция состоялась всего за десять тысяч. Говоря словами психолога Джулиана Джейнса [Джейнза], кажется, что "вся жизнь развивалась до определенной точки, а затем внутри нас повернулась под нужным углом и попросту рванула в разные стороны".
Мозг животных поначалу развивался по простейшей из причин – чтобы лучше обеспечивать движение. Способность двигаться в поисках пищи и укрытия и спасаться от врагов у животных, разумеется, – одна из определяющих черт. Оглядываясь на первые шаги эволюционного пути к животным вроде нематод, червей и моллюсков, мы обнаружим, что самые ранние предшественники мозга обеспечивали управление движением, возбуждая мышцы в нужном порядке. Но толку в движении без возможности воспринимать окружающую среду немного, и потому простейшие животные худо-бедно чуяли, что находится вокруг них: клетки, реагировавшие на определенные химические вещества, например, или на кванты света, отправляли электрические импульсы нервам, которые контролировали движения. Ко времени появления Protungulatum donnae эти химически– и фоточувствительные клетки развились в органы обоняния и зрения, а нервный узел, управлявший движениями, превратился в мозг.
Никто не знает, как именно в мозгах наших предков были устроены функциональные составляющие, но даже в мозге современного человека больше половины нейронов занято контролем движения и обслуживанием пяти органов чувств. Та часть нашего мозга, которая отличает нас от "низших" животных, напротив, относительно мала и появилась недавно.
Одни из первых почти-людей бродили по земле всего три-четыре миллиона лет назад. Мы о том не ведали, покуда в один испепеляюще жаркий день 1974 года антрополог Доналд Йохансон из Берклийского Института исследования происхождения человека не наткнулся на крохотный фрагмент кости руки, торчавший из выжженного грунта в пересохшем овраге в Эфиопии. Йохансон и его студент быстро накопали там же еще костей – бедренных и реберных, а также позвонков и даже кусок челюсти. Короче говоря, они нашли почти полскелета самки. У нее был женский таз, маленький череп, короткие ноги и длинные вислые руки. На выпускной бал такую вряд ли позовешь, но эта 3,2-миллионолетняя дама, похоже, – наша связь с прошлым, промежуточный биологический вид и, возможно, предок, от которого произошел весь наш род.
Йохансон назвал этот новый вид Australopithecus afarensis, что означает "южная обезьяна Афара": Афар – область Эфиопии, в которой был обнаружен этот скелет. Ученый дал имя и костям – назвал скелет Люси, в честь песни "Битлз" "Люси в небесах с алмазами", она звучала по радио в археологическом лагере, где Йохансон и его команда праздновали находку. Энди Уорхол говорил, что всем выпадает пятнадцать минут славы, и миллионы лет спустя получила свое и эта женщина. Точнее, половина ее – все остальное так и не нашли.
Поразительно, сколько всего антропологи могут понять даже по половине скелета. Крупные зубы Люси и челюсти, приспособленные перемалывать трудную пищу, подсказывают, что она блюла вегетарианскую диету, состоявшую из жестких кореньев, семян и фруктов с твердой оболочкой. Устройство скелета таково, что, похоже, у Люси был большой живот – чтобы помещался длинный кишечник, потребный для переваривания растительной пищи, необходимой, чтобы выживать. Самое же главное вот что: устройство ее позвоночника и коленей подсказывает, что ходила она, более-менее выпрямившись, а кость другого представителя ее вида, которую Йохансон с коллегами нашел неподалеку, но уже в 2011 году, помогает восстановить вид стопы со сводом, приспособленным для хождения – в отличие от стопы, удобной для лазанья по деревьям. Биологический вид, к которому принадлежала Люси, начинал с жизни на деревьях, но спустился на землю, что позволило его членам кормиться и в лесу, и в полях, и пользоваться новыми наземными источниками пищи – богатыми на белки кореньями и корнеплодами. Этот образ жизни, как многие считают, и породил весь род Homo.
Вообразите: в соседнем от вас доме живет ваша мама, ее мама – в следующем доме, и так далее. Линия предков человека не настолько прямая, однако, отставив в сторону усложнения, интересно представить себе поездку по такой улице – назад во времени, мимо поколений предков. В таком случае пришлось бы проехать почти четыре тысячи миль, чтобы добраться до дома Люси, волосатой женщины трех футов семи дюймов росту и шестидесяти пяти фунтов веса, которая показалась бы вам больше похожей на шимпанзе, нежели на вашу родственницу. Примерно на полпути к ней вы бы проехали дом предка, удаленного от Люси на 100 000 поколений – это первый вид, достаточно похожий на современных людей устройством скелета и, как полагают ученые, мозга, чтобы считать его принадлежащим роду Homo. Ученые назвали этот двухмиллионолетний вид человека Homo habilis, или Человек умелый.