Здесь мне хотелось бы подчеркнуть два пункта. Во-первых, в науке теория – нечто неизмеримо большее, чем просто предположение об устройстве чего-либо: это продуманная и обоснованная группа утверждений, призванных объяснить факты реального мира. Атомная теория не просто утверждает, что атомы существуют; она объясняет, как атомы взаимодействуют друг с другом, образуют соединения и как они ведут себя в химических реакциях. Точно так же и теория эволюции являет собой нечто большее, чем просто утверждение «эволюция имела место»: это развернутый и подробно аргументированный набор принципов (шесть главных я описал выше), объясняющих, как и почему происходит эволюция.
Это подводит нас ко второму важному пункту. Итак, во-вторых, чтобы теорию сочли научной, она должна поддаваться проверке и делать достоверные прогнозы. Иными словами, у нас должна быть возможность проводить какие-то наблюдения в реальном мире, которые или подтвердят, или опровергнут эту теорию. Бывшая поначалу умозрительной атомная теория приобретала все большую достоверность по мере накопления данных из области химии, подтверждавших реальность атомов. Хотя мы и не могли увидеть атомы до того, как в 1981 г. был изобретен сканирующий зондовый микроскоп (и под микроскопом они действительно были похожи на крошечные шарики, как мы и представляли), ученые были твердо уверены в существовании атомов задолго до изобретения такого микроскопа. Сходным образом хорошая теория прогнозирует то, что мы увидим, если пристальнее всмотримся в природу. И, если эти прогнозы сбываются, они придают нам уверенности в справедливости теории. Общая теория относительности Эйнштейна, выдвинутая в 1916 г., утверждала, что луч света будет отклоняться от своей траектории при прохождении вблизи крупного небесного тела. (Точнее сказать, гравитация такого тела искривляет пространство-время и таким образом изменяет траекторию пролетающих рядом фотонов.) И действительно, в 1919 г. Артур Эддингтон подтвердил это предположение, показав с помощью наблюдений, сделанных во время солнечного затмения, что лучи света, идущие от далеких звезд, отклоняются, проходя мимо Солнца, из-за чего изменяется видимое положение звезд. Только когда теория Эйнштейна получила практическое подтверждение, широкая публика приняла ее.
Поскольку теорию начинают воспринимать как «истину», только когда ее утверждения и прогнозы подкрепляются новыми и новыми доказательствами, то невозможно определить, в какой именно момент научная теория превращается в научный факт. Теория превращается в факт или в «истину», когда в ее пользу накапливается столько доказательств (и весомых контраргументов против нее нет), что практически все разумные люди принимают эту теорию. Сказанное вовсе не означает, будто «истинная» теория никогда не будет опровергнута. Любая научная теория носит предварительный характер и подвержена изменениям в свете новых доказательств. Нет какого-то звоночка, который сигнализирует ученым о том, что они наконец-то добрались до окончательной и неопровержимой истины, объясняющей природные явления. Как вы увидите в дальнейшем, есть вероятность, что со временем, несмотря на тысячи наблюдений, подтверждающих дарвинизм, новые данные вполне могут доказать его ошибочность. По-моему, такая вероятность крайне невелика, но ученые, в отличие от фанатиков, не могут позволить себе преисполнится спеси и самоуверенности насчет того, что считают истиной.
В процессе постепенного превращения в истину, или факт, научную теорию обычно проверяют альтернативными теориями. В конце концов, у любого явления обычно есть несколько объяснений. Ученые стараются сделать ключевые выводы или провести решающие эксперименты, которые позволят сравнить одно объяснение с другим и выяснить, какое ближе к истине. Долгое время считалось, что положение земных массивов суши на протяжении всей истории жизни оставалось неизменным. Но в 1912 г. немецкий геофизик Альфред Вегенер выдвинул альтернативную теорию дрейфа материков и предположил, что за время существования Земли происходило перемещение материков. Изначально на эту теорию его вдохновило наблюдение, что очертания таких континентов, как Южная Америка и Африка, совмещаются друг с другом, словно детали головоломки-пазла. Теория получала все более веские обоснования по мере того, как накапливались доказательства из числа ископаемых и палеонтологических находок. Как оказалось, распространение древних биологических видов позволяет говорить о том, что континенты некогда были объединены. Позже было выдвинуто предположение о тектонике литосферных плит[9], которая является механизмом движения материков точно так же, как естественный отбор является механизмом эволюции. Согласно этой идее, литосферные плиты «плавают» по поверхности подстилающего их слоя пониженной вязкости в верхней мантии Земли. Несмотря на то, что теорию тектоники плит геологи встретили скептически, ее подвергли разносторонним и пристальным проверкам, в результате чего получили убедительные доказательства, что она верна. В наши дни благодаря системе глобального спутникового позиционирования (GPS) мы даже можем наблюдать, как континенты расходятся со скоростью 6–8 см в год, т. е. примерно со скоростью роста человеческих ногтей. (Кстати, в сочетании с неопровержимыми доказательствами того, что континенты когда-то были единым целым, это опровергает утверждения креационистов, заявлявших, будто бы Земля совсем молода и ей не больше 6000–10 000 лет. Если бы дело было именно так, мы могли бы стоять на западном побережье Испании и видеть верхушки нью-йоркских небоскребов, потому что расстояние между Европой и Америкой не превышало бы и 2 км!)
Когда Дарвин написал «Происхождение видов», большинство западных ученых и почти все остальные были креационистами. Возможно, далеко не все полностью принимали каждую подробность истории сотворения мира, изложенную в Книге Бытия, но большинство считало, что жизнь была создана всемогущим творцом более-менее в том виде, в котором она, не изменяясь, существует и поныне. В «Происхождении видов» Дарвин выдвинул альтернативную гипотезу о развитии, многообразии форм и конструктивных решениях в живой природе. В книге Дарвина многое не только служит доказательством эволюции, но к тому же одновременно опровергает креационизм. Во времена Дарвина доказательства его теории были вескими, но не совсем бесспорными. Таким образом, можно сказать, что, когда Дарвин впервые выдвинул идею эволюции, это была теория (хотя и имевшая прочные основания и подкрепленная доказательствами), но с 1859 г. успела созреть и обрасти прочной броней фактов, поскольку с тех пор новые доказательства эволюции все накапливались и накапливались. Эволюцию до сих пор называют теорией точно так же, как и теорию гравитации, но эта теория одновременно является истиной.
Так как же проверить эволюционную теорию в сопоставлении со все еще не утратившим популярности альтернативным воззрением, утверждающим, что жизнь была сотворена и с тех пор не изменялась? В сущности, есть два вида доказательств. Первый можно получить, используя шесть основных идей дарвинизма для получения прогнозов, которые доступны для проверки. Под прогнозами я не подразумеваю, что дарвинизм способен предсказывать дальнейшее развитие форм жизни на Земле. Скорее, он предсказывает, какие особенности мы обнаружим у ныне живущих или вымерших биологических видов, когда будем их изучать. Вот несколько эволюционных предсказаний:
Сноски
1
«Мастеру, лучшему, чем я» (итал.). – Прим. ред.
2
Здесь и ниже автор, употребляя термин «дарвинизм», имеет в виду современную эволюционную биологию (синтетическую теорию эволюции) (см. примечание 1). – Прим. науч. ред.
3
Здесь и далее цитаты из «Происхождения видов» приводятся по изданию: Дарвин Ч. Сочинения. Т. 3 / Пер. К.А. Тимирязева при участии М.А. Мензбира, А.П. Павлова и А.И. Петровского. – М.: Изд-во АН СССР, 1939. – Прим. ред.
4
В научной литературе используется термин «последний универсальный общий предок» или сокращенно LUCA (Last universal common ancestor). О существовании подобного организма впервые высказал предположение Дарвин в «Происхождении видов»: «Мы должны допустить, что и все органические существа, когда-либо жившие на Земле, могли произойти от одной первобытной формы». – Прим. науч. ред.
5
Филогенетическое древо (эволюционное древо) – графическое изображение хода исторического развития и родственных связей разных групп организмов. – Прим. ред.
6
Дарвин в «Происхождении видов» описывает принцип такой древовидной иерархии: от толстых стволов (высоких таксономических единиц, таких как надцарство, тип и т. д.) отходят более тонкие ветви (семейство, род и т. д.), на самых кончиках которых и будут «находиться» отдельные виды. – Прим. науч. ред.
7
Рога носорога в отличие от рогов парнокопытных не представляют собой костные выросты черепа, а образованы тончайшими слоями кератина, того же белка, из которого состоят волосы, перья и копыта животных. – Прим. науч. ред.
8
Изменение частоты встречаемости генов в популяции под действием случайных факторов. – Прим. ред.
9
Литосферные плиты – крупный (несколько тысяч километров в поперечнике) блок земной коры и верхнего твердого слоя верхней мантии, из которых сложена литосфера – твердая оболочка Земли. – Прим. ред.
Комментарии
1
Современную теорию эволюции по-прежнему именуют дарвинизмом (Данная тенденция больше наблюдается в западном научном сообществе. В современной отечественной литературе реже употребляется термин «дарвинизм», а предпочтение отдается термину «синтетическая теория эволюции» (или ее синониму «современная эволюционная теория»). – Прим. науч. ред.), хотя она уже успела зайти гораздо дальше того, что изначально предположил Дарвин (который, к примеру, понятия не имел о ДНК или мутациях). Такое присвоение имени в честь какого-либо ученого в науке редкость: ведь мы не называем классическую физику ньютонизмом, а теорию относительности – эйнштейнизмом. Тем не менее Дарвин в свое время оказался настолько прав и в «Происхождении видов» совершил такой труд, что для многих эволюционная биология синонимична его имени. На протяжении этой книги я иногда использую термин «дарвинизм», однако помните, что под ним подразумевается современная эволюционная теория.
2
В отличие от спичечных упаковок в виде книжечек языки укладываются в древовидную иерархию, причем в ее рамках некоторые (например, английский и немецкий) похожи друг на друга гораздо сильнее, чем на другие языки (скажем, на китайский). По сути дела, можно выстроить эволюционное древо языков, исходя из сходства слов и грамматики. Причина, по которой языки выстраиваются в такую иерархию, в том, что они претерпели собственные формы эволюции, меняясь со временем и приобретая все большие отличия по мере того, как народы расселялись по новым территориям и теряли контакт друг с другом. Как и у биологических видов, у языков есть видообразование и общее происхождение. Первым эту аналогию подметил именно Дарвин.
3
Мамонты вымерли около 10 000 лет назад и, возможно, были истреблены нашими предками-охотниками. По меньшей мере один экземпляр мамонта так хорошо сохранился в вечной мерзлоте, что в 1951 г. его мясо подали на обеде в нью-йоркском Исследовательском клубе.
4
Судя по всему, у взрослых особей предков млекопитающих яички оставались в брюшной полости (некоторые млекопитающие, такие как утконос и слон, до сих пор отличаются этой анатомической особенностью). Это заставляет нас задаться вопросом, почему эволюция поддержала перемещение яичек в уязвимую область вне тела. Ответ нам пока что не известен, но есть небольшая подсказка: ферменты, которые участвуют в выработке спермы, попросту плохо функционируют при внутренней температуре тела (именно поэтому врачи советуют будущим отцам избегать горячих ванн перед половыми контактами). Возможно, по мере того как у млекопитающих развивалась теплокровность, яички некоторых групп в процессе эволюции были выведены за пределы тела, чтобы избежать перегрева. Но, возможно, расположение яичек вне тела появилось по другим причинам, а ферменты, участвующие в образовании спермы, при более высоких температурах просто теряют свою работоспособность.
5
Противники эволюции зачастую заявляют, что теория эволюции непременно должна объяснять и происхождение жизни и дарвинизм якобы потерпел неудачу, потому что мы до сих пор этого не знаем. Это возражение глубоко ошибочно. Эволюционная теория имеет дело только с тем, что происходит после зарождения жизни (под жизнью я понимаю самовоспроизводящиеся организмы или молекулы). Само происхождение жизни – это предмет исследования не эволюционной биологии, абиогенез изучают такие научные направления, которые охватывает химию, геологию и молекулярную биологию. Поскольку это очень молодая научная сфера и пока что дала совсем немного ответов, я не стал затрагивать на страницах этой книги вопрос о том, как зародилась жизнь. Обзор множества конкурирующих теорий см. в книге Роберта Хейзена «Происхождение: Научный поиск истоков жизни» (Gen-e-sis: The Scientific Quest for Life's Origin).