По мнению Пенроуза, основных причин тому три. Первая заключается в следующем. Нынешние компьютеры демонстрируют бесспорно потрясающие вычислительные возможности. Но сторонники искусственного интеллекта полагают, будто это все, что надо для разума. Они по-прежнему полагают, что всякая научная теория должна быть вычислимой. И не желают слушать людей, занимающихся математикой, которым хорошо известно, что существует масса проблем, даже классических проблем, которые в принципе не могут быть решены одними лишь вычислениями.
Еще одна причина заключается в том, что на идеях ИИ люди получают хорошую работу. Они получают солидные гранты, публикуют статьи и они хотят получать еще больше денег. А тут, как говорит Пенроуз, «прихожу я и заявляю – нет, нет и нет. Существуют пределы тому, что вы хотите достичь этим способом». Естественно, им совсем не нравится такое слышать.
Ну а в-третьих, это чем-то похоже на религию. Вопросы из разряда «что такое разум», «что такое сознание» непосредственно соотносятся с тем, для чего людям бывает нужна религия. Некоторые религиозные люди чувствуют себя вполне счастливыми, придерживаясь определенной точки зрения, и им крайне не нравится, когда их взгляды ставят под сомнение. Люди из лагеря ИИ некоторым образом счастливы от того, что у них есть модель, которой они довольны, и они совершенно не желают, чтобы появлялся кто-то лишь затем, чтобы их тревожить.
Пенроуз абсолютно убежден, что в «сознательном существе» (куда входят многие животные включая и нас) происходит нечто такое, что не является вычислительной деятельностью. И вообще «сознание» – это не то качество, которым когда-либо будет обладать компьютер. Вне зависимости от того, насколько сложный и насколько хорошо играющий в шахматы или в другие подобные штучки.
Но с другой стороны, тут же подчеркивает Пенроуз, это вовсе не означает, что кто-нибудь когда-нибудь в будущем не сможет построить устройство, НЕ-компьютер, следует подчеркнуть, которое будет делать все, что делаем мы. Ученый настаивает лишь на том, что мы не придем к этому через одни только вычисления.
Как пишет Эндрю Ходжсон, один из соратников ученого, в книгах Пенроуза «Новый разум императора» и «Тени разума» мимоходом упоминается теория твисторов, однако по упоминанию такому трудно догадаться, что эта работа является главным делом Пенроуза на протяжении вот уже 30 лет. По крайне облегченной для понимания характеристике самого автора, его теория твисторов представляет собой математическую схему для нового переформулирования структуры пространства-времени, в котором отдельные точки рассматриваются не как фундаментальное абстрактное понятие, а как «сечения» лучей света, полагаемых более фундаментальными вещами, чем отдельные точки. (По мнению ученого, проще объяснить суть его теории пока, к сожалению, не представляется возможным.)
Поначалу Пенроуза привели к концепции твисторов результаты собственных исследований структуры пространства-времени, в результате чего он увидел широчайшее поле приложений для этой новой математической конструкции. Но и по сию пору твисторы продолжают оставаться относительно малоизвестной областью даже в сообществе математической физики. Причины тому лежат сильно за пределами возможностей данного текста, однако по свидетельству специалистов теория предоставляет весьма элегантный формализм как для общей теории относительности, так и для квантовой теории.
Теорию твисторов можно рассматривать двумя различными способами – математическим и физическим. С одной стороны, это геометрический аппарат для новых математических методов работы с нелинейными уравнениями. Но есть за всем этим и другая, значительно более амбициозная программа – теория твисторов для физики, претендующая, по сути дела, на роль «теории всего». Здесь общепринятое описание пространства-времени заменяется некоторой формой геометрии твисторов, что позволяет по-новому понять природу физического мира.
Начиная с 1970 г. Роджер Пенроуз совместно со своими единомышленниками и учениками работает над воплощением этой «твисторной программы», разветвившейся на два направления. Одно занимается переформулированием общей теории относительности, т. е. гравитации в термины твисторной геометрии. Второе – переформулированием теории квантового поля (иначе элементарных частиц и сил в плоском пространстве-времени). Для успеха программы в целом эти направления должны когда-нибудь слиться. Исследователи уже нащупали, по их мнению, некоторые многообещающие точки соприкосновении, но пока что работы эти ведутся независимо. Основные области исследований – разработка связей теории твисторов с эйнштейновской общей теорией относительности, что по мнению Пенроуза является ключом ко всему остальному. Если эту взаимосвязь удастся прояснить, то появится путь к объединению общей теории относительности и квантовой механики. В настоящее время, как известно, здесь имеется очень большой разрыв.
Сейчас Пенроуз пишет книгу, в которой пытается обсудить все популярные ныне физические модели, претендующие на роль «теории всего», включая, конечно, и собственное детище, теорию твисторов. Ныне Пенроуз вполне определенно признает, что теории твисторов не удалось решить некоторые из важнейших проблем, которые казались разрешимыми с помощью данного аппарата. Однако, по мнению автора, его теория «еще очень даже жива».
Еще одна важнейшая «забава» Пенроуза – работа над проблемой измерений в квантовой механике. По глубокому убеждению ученого, современной физикой оказалась полностью упущена по крайней мере одна важнейшая область. И когда она будет освоена (по надеждам Пенроуза, в течение ближайших лет 50), это станет величайшей научной революцией. Такую революцию должно будет совершить отыскание ответа на простой, в общем-то, вопрос: «Как понимать квантовую механику?». Всем ясно, что квантовая механика описывает феномены микромасштаба – события, происходящие с атомами, молекулами, частицами. Найденные правила вроде бы хороши, но ведь стоит их попытаться применить к макрообъектам, как они сразу же оборачиваются полнейшей чепухой. Эти правила будут уверять, что футбольный мяч, к примеру, одновременно может быть и «здесь», и «там».
Сейчас существует огромное количество способов для объяснения и обхода этой вопиющей нестыковки. Однако, как считает Пенроуз, на самом деле это свидетельствует лишь о том, что теория просто неправильна и что существует некий уровень, на котором вещи переходят из квантового состояния в классическое.
По мнению ученого, сейчас вполне можно оценить, что это за уровень. Есть у него и предложения по экспериментальной проверке того, верна оценка или нет. Такие эксперименты позволят выявить тот самый уровень, на котором малые масштабы переходят в масштабы крупные. Один из экспериментов задумано устроить в космосе. И если результаты его будут соответствовать ожидаемым, то будет получено веское свидетельство тому, что квантовая механика явно нуждается в кардинальной революции.
Так что забава Пенроуза под названием «А тут вхожу я и говорю…» продолжается.
6.2. Великий инакомыслящий
6.3. Братья по разуму
Еще одна причина заключается в том, что на идеях ИИ люди получают хорошую работу. Они получают солидные гранты, публикуют статьи и они хотят получать еще больше денег. А тут, как говорит Пенроуз, «прихожу я и заявляю – нет, нет и нет. Существуют пределы тому, что вы хотите достичь этим способом». Естественно, им совсем не нравится такое слышать.
Ну а в-третьих, это чем-то похоже на религию. Вопросы из разряда «что такое разум», «что такое сознание» непосредственно соотносятся с тем, для чего людям бывает нужна религия. Некоторые религиозные люди чувствуют себя вполне счастливыми, придерживаясь определенной точки зрения, и им крайне не нравится, когда их взгляды ставят под сомнение. Люди из лагеря ИИ некоторым образом счастливы от того, что у них есть модель, которой они довольны, и они совершенно не желают, чтобы появлялся кто-то лишь затем, чтобы их тревожить.
Пенроуз абсолютно убежден, что в «сознательном существе» (куда входят многие животные включая и нас) происходит нечто такое, что не является вычислительной деятельностью. И вообще «сознание» – это не то качество, которым когда-либо будет обладать компьютер. Вне зависимости от того, насколько сложный и насколько хорошо играющий в шахматы или в другие подобные штучки.
Но с другой стороны, тут же подчеркивает Пенроуз, это вовсе не означает, что кто-нибудь когда-нибудь в будущем не сможет построить устройство, НЕ-компьютер, следует подчеркнуть, которое будет делать все, что делаем мы. Ученый настаивает лишь на том, что мы не придем к этому через одни только вычисления.
Твисторы как «теория всего»
Как пишет Эндрю Ходжсон, один из соратников ученого, в книгах Пенроуза «Новый разум императора» и «Тени разума» мимоходом упоминается теория твисторов, однако по упоминанию такому трудно догадаться, что эта работа является главным делом Пенроуза на протяжении вот уже 30 лет. По крайне облегченной для понимания характеристике самого автора, его теория твисторов представляет собой математическую схему для нового переформулирования структуры пространства-времени, в котором отдельные точки рассматриваются не как фундаментальное абстрактное понятие, а как «сечения» лучей света, полагаемых более фундаментальными вещами, чем отдельные точки. (По мнению ученого, проще объяснить суть его теории пока, к сожалению, не представляется возможным.)
Твистор
Поначалу Пенроуза привели к концепции твисторов результаты собственных исследований структуры пространства-времени, в результате чего он увидел широчайшее поле приложений для этой новой математической конструкции. Но и по сию пору твисторы продолжают оставаться относительно малоизвестной областью даже в сообществе математической физики. Причины тому лежат сильно за пределами возможностей данного текста, однако по свидетельству специалистов теория предоставляет весьма элегантный формализм как для общей теории относительности, так и для квантовой теории.
Теорию твисторов можно рассматривать двумя различными способами – математическим и физическим. С одной стороны, это геометрический аппарат для новых математических методов работы с нелинейными уравнениями. Но есть за всем этим и другая, значительно более амбициозная программа – теория твисторов для физики, претендующая, по сути дела, на роль «теории всего». Здесь общепринятое описание пространства-времени заменяется некоторой формой геометрии твисторов, что позволяет по-новому понять природу физического мира.
Начиная с 1970 г. Роджер Пенроуз совместно со своими единомышленниками и учениками работает над воплощением этой «твисторной программы», разветвившейся на два направления. Одно занимается переформулированием общей теории относительности, т. е. гравитации в термины твисторной геометрии. Второе – переформулированием теории квантового поля (иначе элементарных частиц и сил в плоском пространстве-времени). Для успеха программы в целом эти направления должны когда-нибудь слиться. Исследователи уже нащупали, по их мнению, некоторые многообещающие точки соприкосновении, но пока что работы эти ведутся независимо. Основные области исследований – разработка связей теории твисторов с эйнштейновской общей теорией относительности, что по мнению Пенроуза является ключом ко всему остальному. Если эту взаимосвязь удастся прояснить, то появится путь к объединению общей теории относительности и квантовой механики. В настоящее время, как известно, здесь имеется очень большой разрыв.
Сейчас Пенроуз пишет книгу, в которой пытается обсудить все популярные ныне физические модели, претендующие на роль «теории всего», включая, конечно, и собственное детище, теорию твисторов. Ныне Пенроуз вполне определенно признает, что теории твисторов не удалось решить некоторые из важнейших проблем, которые казались разрешимыми с помощью данного аппарата. Однако, по мнению автора, его теория «еще очень даже жива».
Еще одна важнейшая «забава» Пенроуза – работа над проблемой измерений в квантовой механике. По глубокому убеждению ученого, современной физикой оказалась полностью упущена по крайней мере одна важнейшая область. И когда она будет освоена (по надеждам Пенроуза, в течение ближайших лет 50), это станет величайшей научной революцией. Такую революцию должно будет совершить отыскание ответа на простой, в общем-то, вопрос: «Как понимать квантовую механику?». Всем ясно, что квантовая механика описывает феномены микромасштаба – события, происходящие с атомами, молекулами, частицами. Найденные правила вроде бы хороши, но ведь стоит их попытаться применить к макрообъектам, как они сразу же оборачиваются полнейшей чепухой. Эти правила будут уверять, что футбольный мяч, к примеру, одновременно может быть и «здесь», и «там».
Сейчас существует огромное количество способов для объяснения и обхода этой вопиющей нестыковки. Однако, как считает Пенроуз, на самом деле это свидетельствует лишь о том, что теория просто неправильна и что существует некий уровень, на котором вещи переходят из квантового состояния в классическое.
По мнению ученого, сейчас вполне можно оценить, что это за уровень. Есть у него и предложения по экспериментальной проверке того, верна оценка или нет. Такие эксперименты позволят выявить тот самый уровень, на котором малые масштабы переходят в масштабы крупные. Один из экспериментов задумано устроить в космосе. И если результаты его будут соответствовать ожидаемым, то будет получено веское свидетельство тому, что квантовая механика явно нуждается в кардинальной революции.
Так что забава Пенроуза под названием «А тут вхожу я и говорю…» продолжается.
6.2. Великий инакомыслящий
В февральском, 2001 года номере журнала Scientific American опубликована заметка «Большой взрыв: шутка или истина?», авторы которой в очередной раз обращаются к одной из самых сложных, возможно, проблем современной космологии да и всей науки вообще: «Как произошла наша Вселенная?». Ответа на этот вопрос статья, понятное дело, не дает, но зато приводится в ней один весьма занятный факт, редко кем упоминаемый, а потому, очевидно, и малоизвестный.
Термин «большой взрыв», которым именуется наиболее общепринятая на сегодняшний день теория происхождения всего сущего, появился на свет в начале 1950 года. Подарил его миру, сам того не желая, тогда еще сравнительно молодой английский космолог с весьма оригинальной и впечатляюще четкой манерой суждений, ныне известный всему миру как сэр Фред Хойл – патриарх астрофизики, талантливый математик, автор более 40 примечательных книг, от научно-популярных и чисто научных монографий до фантастических романов, театральных пьес и даже либретто для оперы.
В 1950-м году до всего этого было еще далеко, однако уже тогда проявлявший свои разносторонние таланты Хойл был не только ученым в Кембридже, но также автором и ведущим цикла субботних радиопередач по Третьей программе Би-би-си. Эти посвященные науке передачи возникли на радио довольно спонтанно, однако имели бешеный успех у публики и входили в верхние строчки национального рейтинга популярности. И вот в суматошной обстановке последней передачи цикла, буквально на лету, у Хойла и родился глумливый термин «big bang», или «большой взрыв». В намерение ученого ни в коем случае не входило одобрение этой теоретической концепции. Совсем даже напротив – под этим несерьезным именем Хойл намеревался ее похоронить. По иронии судьбы, в науке проявляющейся ничуть не реже чем в обычной жизни, именно этому насмешливому названию и было суждено прижиться в истории, навсегда обозначив космогоническую теорию, постепенно ставшую доминирующей и общепризнанной.
Здесь, видимо, следует напомнить, что согласно общей теории относительности в истории Вселенной должна быть некая точка (именуемая сингулярностью), в которой сама эта теория неприменима. Наблюдения свидетельствуют, что Вселенная расширяется. Во всех моделях расширяющейся Вселенной имеется общая черта: в какой-то момент в прошлом (10-20 млрд. лет назад) расстояние между соседними галактиками должно было равняться нулю. В этот момент, который и называют Большим взрывом, плотность Вселенной и кривизна пространства-времени должны быть бесконечными, а такими вещами наука оперировать не умеет. Поэтому, если что и происходило до Большого взрыва, то эти события никак не могут иметь для нас каких-либо последствий, следовательно, с научной точки зрения их следует исключить из модели, а момент Большого взрыва считать началом отсчета времени.
Идея Большого взрыва, а особенно то, что у времени было начало, по ряду причин не нравилась многим. Хотя бы потому, что насквозь пропитанные атеизмом ученые видели здесь намек на вмешательство неких божественных сил в процесс творения мироздания. Видели это, надо сказать, не только ученые, так что в 1951 году в поддержку модели Большого взрыва выступила и католическая церковь, заявившая, что эта теория согласуется с Библией.
Поэтому ученым хотелось иметь альтернативу Большому взрыву, не только затягивающему науку в сингулярную точку, где происходит совершенно непонятно что, но еще и намекающему на волю божью. Именно такую альтернативу предлагала модель «стационарной вселенной», одновременно разработанная к 1948 г. кембриджским ученым Фредом Хойлом и его австрийскими коллегами, математиком Германом Бонди и астрономом Томасом Голдом, еще до войны иммигрировавшими в Англию из-за гитлеровской оккупации.
Их идея состояла в том, что по мере разбегания галактик на освободившихся местах из нового непрерывно рождающегося вещества все время образуются новые галактики. Следовательно, несмотря на расширение, во все моменты времени и во всех точках пространства вселенная имеет примерно одинаковую плотность и выглядит примерно одинаково. Стационарная модель была простой, хорошо вписывалась в известные к тому времени экспериментальные данные, а потому имела одно время более широкую популярность, нежели модель Большого взрыва. Но, как констатирует Хойл в одной из своих книг, «к середине 1960-х с теорией Стационарного состояния что-то пошло не так», поскольку новые экспериментальные данные стали противоречить этой модели и более вписывались в концепцию Большого взрыва. В итоге именно на нее и стало ориентироваться подавляющее большинство космологов. Большинство, но не Хойл.
Приняв во внимание новые экспериментальные данные, Фред Хойл скорректировал некоторые свои выводы, однако с прежним упорством продолжал согласовывать новые факты с концепцией Стационарной модели. К 1967 году эта модель приобрела форму пульсирующей «квазистационарной» Вселенной, которая вечно расширяется и сжимается в пространстве-времени от одного бесконечного состояния к другому в своих циклах, продолжающихся многие миллиарды лет…
В том же 1967 году Хойл создал Институт теоретической астрономии Кембриджа, который сам же и возглавлял до 1973 года. В 1972 году за научные заслуги он был произведен королевой Британии в рыцарство. Было много новых трудов и книг, но Стационарная модель, похоже, так навсегда и осталась важнейшим делом его жизни. И вот недавно, в 2000 году вышла из печати новая книга, под названием «Иной подход к космологии: от Стационарной вселенной через Большой взрыв к Реальности» [39]. Книга написана Фредом Хойлом в соавторстве с двумя другими известными астрофизиками, американцем Джефри Бербиджем и индийцем Джаянтом Нарликаром.
По характеристике весьма консервативного и крайне сдержанного к «научным ересям» журнала Scientific American, в этой книге представлена наиболее глубоко разработанная альтернатива Большому взрыву – теория «Квазистационарного состояния Вселенной», являющая собой новейшую инкарнацию стационарной модели Фреда Хойла 1948 года. Авторы книги поставили перед собой цель опровергнуть прочно утвердившиеся в науке взгляды на происхождение Вселенной. По убеждению этих ученых, чрезмерная ориентация на модель горячего большого взрыва привела к совершенно неоправданному отвержению альтернативных моделей.
Для доказательства своей точки зрения авторы книги критически подходят к базовым фактам космологии, установленным наукой с 1914 года, и предлагают новые интерпретации наблюдений. Демонстрируя многочисленные изъяны и нестыковки в аргументации сторонников Большого взрыва, Хойл и его коллеги показывают, что существуют иные трактовки наблюдений, свидетельствующие в пользу стационарной модели. В частности, доказывается, что знаменитое фоновое излучение Пензиаса-Вильсона – это вовсе не реликт горячего Большого взрыва, а рассеянный свет звезд. Что синтез элементов, обычно приписываемый взрыву, происходил в звездах. Что материя постоянно создается и испускается в пространство из ядер галактик…
Книга эта, естественно, получила решительную отповедь в рядах «последовательных бигбэнговцев», однако в очередной раз наглядно продемонстрировала, насколько важную роль играют в науке интерпретации и насколько вторичными могут оказываться сами факты.
В еще большей, возможно, степени эту истину подтверждает другая недавняя книга Хойла, «Математика эволюции» (Mathematics of Evolution), вышедшая в 1999 году. Эта работа отражает вторую важнейшую сторону творчества ученого, поскольку Хойл с весьма давних пор известен как идейный противник Дарвина и дарвиновской теории эволюции с ее «законом естественного отбора». При этом следует подчеркнуть, что Хойл абсолютно не разделяет воззрений христианских идеологов-креационистов, всецело признает эволюцию, но, по его убеждению, «теория Дарвина неверна, и продолжающаяся ей преданность является преградой для нахождения верной эволюционной теории».
Ныне личность Фреда Хойла вполне определенно занимает весьма видное место в трудах, посвященных как теории эволюции, так и идеям креационизма. Главным образом в литературе циркулируют такие связанные с его именем идеи, как панспермия (о занесении жизни на Землю из космоса), знаменитая история с «Боингом-747» и аргумент о разумном космологическом устройстве Вселенной.
Здесь опять-таки невозможно не обратить внимание на иронию судьбы и явную историческую параллель с «big bang». Знаменитая история-метафора с «Боингом» тоже родилась довольно спонтанно в одной из лекций Хойла, читавшейся на радио в 1982 году. Посвящена она абсурдному, по убеждению и расчетам ученого, допущению биологии о «случайном» зарождении жизни среди неживой материи. Ныне же, благодаря своей яркости, история вошла в арсенал практически всех креационистов, которые постоянно ее цитируют, зачастую даже не зная, что это их оппонент Хойл:
Вышедшая же недавно «Математика эволюции», безусловно, добавила нового «огоньку» в постоянно тлеющие дискуссии эволюционистов и креационистов, поскольку такие известные книги Хойла как «Эволюция из космоса» (Evolution from space, 1981) и «Почему неодарвинизм не срабатывает» (Why Neo-Darwinism Does Not Work, 1982) уже давным-давно распроданы. Объясняя свою приверженность данной теме, Хойл пишет, что ортодоксальные ученые поглощены борьбой против религии, вместо того, чтобы заниматься поисками Истины. После публикации «Происхождения видов» Дарвина в науке возобладал нигилистический взгляд на природу и мир, переводящий в ряд абстракций вопросы этики и внутренне присущей человеку нравственности, поэтому основной мотивацией Хойла при написании книг этого ряда стал протест против «нигилистической философии».
Идею написать книгу о «математике эволюции» подал много-много лет тому назад биолог Джордж Карсон, давнишний друг Хойла. У Карсона были основания считать, что теория эволюции неодарвинистов нуждается в тщательном математическом анализе, и он знал, что Хойл такую работу мог бы проделать. Однако в те годы Хойл был чрезвычайно занят вопросами космологии и астрономии. Биология же привлекла его внимание значительно позже, в начале 1970-х годов, когда вместе со своим бывшим студентом астрономом Чандрой Викрамасингхом они занялись изучением свидетельств наличия органических структур в космосе. Работа эта привела к знаменитой ныне теории «панспермии» о занесении жизни на Землю из космоса и о направлении эволюции «космическим сверхразумом».
Лишь к 1986 году Хойлу наконец удалось проделать то математическое исследование биологических проблем, к которому когда-то его подталкивал Карсон. Но в ту пору книга не была опубликована и много лет ходила по рукам только в самодельных копиях, сделанных с рукописи. В печатном виде обновленный автором текст впервые вышел из типографии лишь в 1999 году под названием «Mathematics of Evolution».
Основная часть этой книги состоит из скрупулезных вычислений, проведенных автором вокруг ключевых утверждений генетики популяций современной теории эволюции (часто именуемой неодарвинизмом). В виде незримого фона присутствует здесь и хойловская теория панспермии, местами проступая в явном виде. Вся работа предельно далека от идей религиозного или морального характера, и отыскиваются в ней ответы на один, в сущности, вопрос: «Насколько глубоко работает теория неодарвинизма?». В результате вычислений у автора все время получается, что теория эта либо вообще не работает, либо срабатывает лишь частично.
Под сомнением сразу оказывается множество тех расхожих аргументов, которыми пользуются биологи в подтверждение эволюционной теории. Это, безусловно, порождает очень яркий контраст со стандартными учебниками по эволюции. Если же принять во внимание, что Хойл является чрезвычайно авторитетным математиком (не говоря о его авторитете в теоретической физике и астрономии), то понятно, что книга является весьма и весьма серьезным событием как для сторонников теории эволюции, так и для ее критиков.
Совсем проигнорировать такую книгу было просто немыслимо, и в феврале 2000 г. один из главных научных журналов Nature опубликовал критический обзор «Математики эволюции», сделанный Джоном Мэйнардом Смитом, на протяжении вот уже многих десятилетий являющимся одним из наиболее авторитетных ученых в области эволюционной биологии. Естественно, рецензия на книгу, откровенно подрывающую основы всей современной биологии, а значит и репутацию ее столпов, могла быть только негативной. В заключение своего обзора высокий биологический авторитет холодно процедил, что для репутации Хойла было бы лучше, если бы эта книга вообще никогда не выходила из печати.
Если судить по строгим научным меркам, то каковы бы ни были заслуги Хойла в астрономии и математике, в биологии он всегда будет оставаться дилетантом. По этой причине в «эволюционных» его книгах всегда находят свойственные дилетантам ляпы. Но с другой стороны, не публикуй он таких книг, непонятно, как широкая публика вообще смогла бы узнать о серьезнейших нестыковках в биологии, известных лишь очень узкому кругу специалистов. По свидетельству знающих людей, к примеру, ни в одном биологическом учебнике не приводится в явном виде такая принципиальная вещь, как время мутации гистона.
Гистоны, специфические белки, содержащиеся в ядрах клеток растений и животных, играют важную роль в жизнедеятельности клеток. Обычно пишут, что это «очень медленно эволюционирующий белок». На самом же деле гистон эволюционирует настолько медленно, что для замены в гистонах H3 и H4 всего одной аминокислоты требуется время, превосходящее возраст Земли, нашей Солнечной системы и вообще всей Вселенной. Расчеты показывают, что на это нужен триллион лет. А в гистоне-4 имеется 102 таких аминокислоты, которые каким-то абсолютно неясным образом должны были сформироваться в процессе эволюции, пройдя все промежуточные шаги. Факт этот биологам, конечно, известен, но уж больно говорить о нем неприятно. А Хойл говорит, анализирует, вычисляет, нисколько не боясь в столь почтенном возрасте навлечь на себя насмешки и упреки в дилетантизме.
Это ведь академическая рецензия в респектабельном журнале выдерживается в предельно корректных формулировках. А вот, к примеру, на веб-сайте книжного магазина Amazon.com один из отзывов выглядит примерно так: «Последняя книга Фреда Хойла „Математика эволюции“ – это его лучшее научно-фантастическое произведение со времен „Черного облака“. Впрочем, читателю, предпочитающему в изложении логическую связность, больше понравится „Андромеда“…
Но есть, конечно, и совсем другие отзывы. Одним из них и хочется завершить данный раздел.
Фред Хойл.
Термин «большой взрыв», которым именуется наиболее общепринятая на сегодняшний день теория происхождения всего сущего, появился на свет в начале 1950 года. Подарил его миру, сам того не желая, тогда еще сравнительно молодой английский космолог с весьма оригинальной и впечатляюще четкой манерой суждений, ныне известный всему миру как сэр Фред Хойл – патриарх астрофизики, талантливый математик, автор более 40 примечательных книг, от научно-популярных и чисто научных монографий до фантастических романов, театральных пьес и даже либретто для оперы.
В 1950-м году до всего этого было еще далеко, однако уже тогда проявлявший свои разносторонние таланты Хойл был не только ученым в Кембридже, но также автором и ведущим цикла субботних радиопередач по Третьей программе Би-би-си. Эти посвященные науке передачи возникли на радио довольно спонтанно, однако имели бешеный успех у публики и входили в верхние строчки национального рейтинга популярности. И вот в суматошной обстановке последней передачи цикла, буквально на лету, у Хойла и родился глумливый термин «big bang», или «большой взрыв». В намерение ученого ни в коем случае не входило одобрение этой теоретической концепции. Совсем даже напротив – под этим несерьезным именем Хойл намеревался ее похоронить. По иронии судьбы, в науке проявляющейся ничуть не реже чем в обычной жизни, именно этому насмешливому названию и было суждено прижиться в истории, навсегда обозначив космогоническую теорию, постепенно ставшую доминирующей и общепризнанной.
Здесь, видимо, следует напомнить, что согласно общей теории относительности в истории Вселенной должна быть некая точка (именуемая сингулярностью), в которой сама эта теория неприменима. Наблюдения свидетельствуют, что Вселенная расширяется. Во всех моделях расширяющейся Вселенной имеется общая черта: в какой-то момент в прошлом (10-20 млрд. лет назад) расстояние между соседними галактиками должно было равняться нулю. В этот момент, который и называют Большим взрывом, плотность Вселенной и кривизна пространства-времени должны быть бесконечными, а такими вещами наука оперировать не умеет. Поэтому, если что и происходило до Большого взрыва, то эти события никак не могут иметь для нас каких-либо последствий, следовательно, с научной точки зрения их следует исключить из модели, а момент Большого взрыва считать началом отсчета времени.
Идея Большого взрыва, а особенно то, что у времени было начало, по ряду причин не нравилась многим. Хотя бы потому, что насквозь пропитанные атеизмом ученые видели здесь намек на вмешательство неких божественных сил в процесс творения мироздания. Видели это, надо сказать, не только ученые, так что в 1951 году в поддержку модели Большого взрыва выступила и католическая церковь, заявившая, что эта теория согласуется с Библией.
Поэтому ученым хотелось иметь альтернативу Большому взрыву, не только затягивающему науку в сингулярную точку, где происходит совершенно непонятно что, но еще и намекающему на волю божью. Именно такую альтернативу предлагала модель «стационарной вселенной», одновременно разработанная к 1948 г. кембриджским ученым Фредом Хойлом и его австрийскими коллегами, математиком Германом Бонди и астрономом Томасом Голдом, еще до войны иммигрировавшими в Англию из-за гитлеровской оккупации.
Их идея состояла в том, что по мере разбегания галактик на освободившихся местах из нового непрерывно рождающегося вещества все время образуются новые галактики. Следовательно, несмотря на расширение, во все моменты времени и во всех точках пространства вселенная имеет примерно одинаковую плотность и выглядит примерно одинаково. Стационарная модель была простой, хорошо вписывалась в известные к тому времени экспериментальные данные, а потому имела одно время более широкую популярность, нежели модель Большого взрыва. Но, как констатирует Хойл в одной из своих книг, «к середине 1960-х с теорией Стационарного состояния что-то пошло не так», поскольку новые экспериментальные данные стали противоречить этой модели и более вписывались в концепцию Большого взрыва. В итоге именно на нее и стало ориентироваться подавляющее большинство космологов. Большинство, но не Хойл.
Приняв во внимание новые экспериментальные данные, Фред Хойл скорректировал некоторые свои выводы, однако с прежним упорством продолжал согласовывать новые факты с концепцией Стационарной модели. К 1967 году эта модель приобрела форму пульсирующей «квазистационарной» Вселенной, которая вечно расширяется и сжимается в пространстве-времени от одного бесконечного состояния к другому в своих циклах, продолжающихся многие миллиарды лет…
В том же 1967 году Хойл создал Институт теоретической астрономии Кембриджа, который сам же и возглавлял до 1973 года. В 1972 году за научные заслуги он был произведен королевой Британии в рыцарство. Было много новых трудов и книг, но Стационарная модель, похоже, так навсегда и осталась важнейшим делом его жизни. И вот недавно, в 2000 году вышла из печати новая книга, под названием «Иной подход к космологии: от Стационарной вселенной через Большой взрыв к Реальности» [39]. Книга написана Фредом Хойлом в соавторстве с двумя другими известными астрофизиками, американцем Джефри Бербиджем и индийцем Джаянтом Нарликаром.
По характеристике весьма консервативного и крайне сдержанного к «научным ересям» журнала Scientific American, в этой книге представлена наиболее глубоко разработанная альтернатива Большому взрыву – теория «Квазистационарного состояния Вселенной», являющая собой новейшую инкарнацию стационарной модели Фреда Хойла 1948 года. Авторы книги поставили перед собой цель опровергнуть прочно утвердившиеся в науке взгляды на происхождение Вселенной. По убеждению этих ученых, чрезмерная ориентация на модель горячего большого взрыва привела к совершенно неоправданному отвержению альтернативных моделей.
Для доказательства своей точки зрения авторы книги критически подходят к базовым фактам космологии, установленным наукой с 1914 года, и предлагают новые интерпретации наблюдений. Демонстрируя многочисленные изъяны и нестыковки в аргументации сторонников Большого взрыва, Хойл и его коллеги показывают, что существуют иные трактовки наблюдений, свидетельствующие в пользу стационарной модели. В частности, доказывается, что знаменитое фоновое излучение Пензиаса-Вильсона – это вовсе не реликт горячего Большого взрыва, а рассеянный свет звезд. Что синтез элементов, обычно приписываемый взрыву, происходил в звездах. Что материя постоянно создается и испускается в пространство из ядер галактик…
Книга эта, естественно, получила решительную отповедь в рядах «последовательных бигбэнговцев», однако в очередной раз наглядно продемонстрировала, насколько важную роль играют в науке интерпретации и насколько вторичными могут оказываться сами факты.
В еще большей, возможно, степени эту истину подтверждает другая недавняя книга Хойла, «Математика эволюции» (Mathematics of Evolution), вышедшая в 1999 году. Эта работа отражает вторую важнейшую сторону творчества ученого, поскольку Хойл с весьма давних пор известен как идейный противник Дарвина и дарвиновской теории эволюции с ее «законом естественного отбора». При этом следует подчеркнуть, что Хойл абсолютно не разделяет воззрений христианских идеологов-креационистов, всецело признает эволюцию, но, по его убеждению, «теория Дарвина неверна, и продолжающаяся ей преданность является преградой для нахождения верной эволюционной теории».
Ныне личность Фреда Хойла вполне определенно занимает весьма видное место в трудах, посвященных как теории эволюции, так и идеям креационизма. Главным образом в литературе циркулируют такие связанные с его именем идеи, как панспермия (о занесении жизни на Землю из космоса), знаменитая история с «Боингом-747» и аргумент о разумном космологическом устройстве Вселенной.
Здесь опять-таки невозможно не обратить внимание на иронию судьбы и явную историческую параллель с «big bang». Знаменитая история-метафора с «Боингом» тоже родилась довольно спонтанно в одной из лекций Хойла, читавшейся на радио в 1982 году. Посвящена она абсурдному, по убеждению и расчетам ученого, допущению биологии о «случайном» зарождении жизни среди неживой материи. Ныне же, благодаря своей яркости, история вошла в арсенал практически всех креационистов, которые постоянно ее цитируют, зачастую даже не зная, что это их оппонент Хойл:
В печатном виде эта ставшая уже легендарной «притча», кочующая из одного труда в другой, появилась в книге Хойла «Разумная Вселенная» (The Intelligent Universe, 1983).
На огромной свалке в беспорядке разбросаны все части от авиалайнера «Боинг-747», разобранного, что называется, до болта и гайки. Тут случается пройтись по свалке страшной силы смерчу-урагану. Каковы шансы того, что после подобного смерча на свалке будет стоять полностью собранный «Боинг», готовый отправиться в полет? (Уровень сложности простейшей живой клетки примерно сопоставим с количеством деталей авиалайнера.)
Вышедшая же недавно «Математика эволюции», безусловно, добавила нового «огоньку» в постоянно тлеющие дискуссии эволюционистов и креационистов, поскольку такие известные книги Хойла как «Эволюция из космоса» (Evolution from space, 1981) и «Почему неодарвинизм не срабатывает» (Why Neo-Darwinism Does Not Work, 1982) уже давным-давно распроданы. Объясняя свою приверженность данной теме, Хойл пишет, что ортодоксальные ученые поглощены борьбой против религии, вместо того, чтобы заниматься поисками Истины. После публикации «Происхождения видов» Дарвина в науке возобладал нигилистический взгляд на природу и мир, переводящий в ряд абстракций вопросы этики и внутренне присущей человеку нравственности, поэтому основной мотивацией Хойла при написании книг этого ряда стал протест против «нигилистической философии».
Идею написать книгу о «математике эволюции» подал много-много лет тому назад биолог Джордж Карсон, давнишний друг Хойла. У Карсона были основания считать, что теория эволюции неодарвинистов нуждается в тщательном математическом анализе, и он знал, что Хойл такую работу мог бы проделать. Однако в те годы Хойл был чрезвычайно занят вопросами космологии и астрономии. Биология же привлекла его внимание значительно позже, в начале 1970-х годов, когда вместе со своим бывшим студентом астрономом Чандрой Викрамасингхом они занялись изучением свидетельств наличия органических структур в космосе. Работа эта привела к знаменитой ныне теории «панспермии» о занесении жизни на Землю из космоса и о направлении эволюции «космическим сверхразумом».
Лишь к 1986 году Хойлу наконец удалось проделать то математическое исследование биологических проблем, к которому когда-то его подталкивал Карсон. Но в ту пору книга не была опубликована и много лет ходила по рукам только в самодельных копиях, сделанных с рукописи. В печатном виде обновленный автором текст впервые вышел из типографии лишь в 1999 году под названием «Mathematics of Evolution».
Основная часть этой книги состоит из скрупулезных вычислений, проведенных автором вокруг ключевых утверждений генетики популяций современной теории эволюции (часто именуемой неодарвинизмом). В виде незримого фона присутствует здесь и хойловская теория панспермии, местами проступая в явном виде. Вся работа предельно далека от идей религиозного или морального характера, и отыскиваются в ней ответы на один, в сущности, вопрос: «Насколько глубоко работает теория неодарвинизма?». В результате вычислений у автора все время получается, что теория эта либо вообще не работает, либо срабатывает лишь частично.
Под сомнением сразу оказывается множество тех расхожих аргументов, которыми пользуются биологи в подтверждение эволюционной теории. Это, безусловно, порождает очень яркий контраст со стандартными учебниками по эволюции. Если же принять во внимание, что Хойл является чрезвычайно авторитетным математиком (не говоря о его авторитете в теоретической физике и астрономии), то понятно, что книга является весьма и весьма серьезным событием как для сторонников теории эволюции, так и для ее критиков.
Совсем проигнорировать такую книгу было просто немыслимо, и в феврале 2000 г. один из главных научных журналов Nature опубликовал критический обзор «Математики эволюции», сделанный Джоном Мэйнардом Смитом, на протяжении вот уже многих десятилетий являющимся одним из наиболее авторитетных ученых в области эволюционной биологии. Естественно, рецензия на книгу, откровенно подрывающую основы всей современной биологии, а значит и репутацию ее столпов, могла быть только негативной. В заключение своего обзора высокий биологический авторитет холодно процедил, что для репутации Хойла было бы лучше, если бы эта книга вообще никогда не выходила из печати.
Если судить по строгим научным меркам, то каковы бы ни были заслуги Хойла в астрономии и математике, в биологии он всегда будет оставаться дилетантом. По этой причине в «эволюционных» его книгах всегда находят свойственные дилетантам ляпы. Но с другой стороны, не публикуй он таких книг, непонятно, как широкая публика вообще смогла бы узнать о серьезнейших нестыковках в биологии, известных лишь очень узкому кругу специалистов. По свидетельству знающих людей, к примеру, ни в одном биологическом учебнике не приводится в явном виде такая принципиальная вещь, как время мутации гистона.
Гистоны, специфические белки, содержащиеся в ядрах клеток растений и животных, играют важную роль в жизнедеятельности клеток. Обычно пишут, что это «очень медленно эволюционирующий белок». На самом же деле гистон эволюционирует настолько медленно, что для замены в гистонах H3 и H4 всего одной аминокислоты требуется время, превосходящее возраст Земли, нашей Солнечной системы и вообще всей Вселенной. Расчеты показывают, что на это нужен триллион лет. А в гистоне-4 имеется 102 таких аминокислоты, которые каким-то абсолютно неясным образом должны были сформироваться в процессе эволюции, пройдя все промежуточные шаги. Факт этот биологам, конечно, известен, но уж больно говорить о нем неприятно. А Хойл говорит, анализирует, вычисляет, нисколько не боясь в столь почтенном возрасте навлечь на себя насмешки и упреки в дилетантизме.
Это ведь академическая рецензия в респектабельном журнале выдерживается в предельно корректных формулировках. А вот, к примеру, на веб-сайте книжного магазина Amazon.com один из отзывов выглядит примерно так: «Последняя книга Фреда Хойла „Математика эволюции“ – это его лучшее научно-фантастическое произведение со времен „Черного облака“. Впрочем, читателю, предпочитающему в изложении логическую связность, больше понравится „Андромеда“…
Но есть, конечно, и совсем другие отзывы. Одним из них и хочется завершить данный раздел.
Фред Хойл – это одна из наиболее блестящих личностей, выходивших когда-либо из стен Кембриджа. Это очарование английского характера, в своем свободомыслии доведенного до эксцентричности, но при этом никогда не перестающего быть интересным и глубоким. Мало кому в двадцатом веке удавалось с таким постоянством бросать вызов человеческому разуму, как это делают многочисленные книги и статьи Хойла, созданные им за долгие и плодотворные годы работы [40].
6.3. Братья по разуму
То, что дельфины по праву занимают место среди наиболее смышленых животных, хорошо известно не только морским биологам, но и, пожалуй, всякому мало-мальски эрудированному человеку.
У дельфинов без особого труда обнаруживаются развитые когнитивные процессы: они обладают прекрасной памятью и умело ею пользуются, они очень способны в обучении и постигают развитые искусственные коды общения с человеком. Как показывают наблюдения, социальное поведение дельфинов имеет весьма сложную структуру. Они образуют длительные союзы, а между молодой особью и матерью происходит продолжительный процесс социального обучения. Однако результаты последних исследований свидетельствуют и о значительно большем: дельфины бесспорно обладают самосознанием и даже, в некотором смысле, имеют то, что у человека принято называть «искусством» или художественным творчеством.
Дельфины распознают свое собственное отражение в зеркале, а среди животных это очень редко встречаемая способность, помимо человека обнаруженная лишь у крупных приматов – шимпанзе, горилл и орангутангов. Большинство животных, включая мелких приматов, обезьян и слонов, на собственное отражение реагируют как на неожиданно появившееся другое животное. Поэтому прежде среди ученых было принято считать, что весьма сложная когнитивная способность к «зеркальному самоузнаванию» объясняется близкими генетическими связями человека и крупных приматов.
Однако ныне американскими исследовательницами Лори Марино из Университета Эмори (Атланта) и Дайаной Рейс из Колумбийского университета (Нью-Йорк) убедительно продемонстрировано, что дельфины тоже легко узнают себя в зеркале и, более того, безо всякого обучения умело зеркалом пользуются.
Марино и Рейс изучали поведение двух молодых дельфинов. Для этого в маленький круглый бассейн, соединенный с большим овальным, поместили крупное зеркало. При этом зеркало расположили так, чтобы его не было видно из большого бассейна. Здесь дельфинов подзывали и специальным маркером с нетоксичными чернилами наносили им на тело какой-либо рисунок в таком месте, где сам дельфин увидеть его не мог – на голове, плавниках или животе.
У дельфинов без особого труда обнаруживаются развитые когнитивные процессы: они обладают прекрасной памятью и умело ею пользуются, они очень способны в обучении и постигают развитые искусственные коды общения с человеком. Как показывают наблюдения, социальное поведение дельфинов имеет весьма сложную структуру. Они образуют длительные союзы, а между молодой особью и матерью происходит продолжительный процесс социального обучения. Однако результаты последних исследований свидетельствуют и о значительно большем: дельфины бесспорно обладают самосознанием и даже, в некотором смысле, имеют то, что у человека принято называть «искусством» или художественным творчеством.
Свет мой, зеркальце, скажи…
Дельфины распознают свое собственное отражение в зеркале, а среди животных это очень редко встречаемая способность, помимо человека обнаруженная лишь у крупных приматов – шимпанзе, горилл и орангутангов. Большинство животных, включая мелких приматов, обезьян и слонов, на собственное отражение реагируют как на неожиданно появившееся другое животное. Поэтому прежде среди ученых было принято считать, что весьма сложная когнитивная способность к «зеркальному самоузнаванию» объясняется близкими генетическими связями человека и крупных приматов.
Однако ныне американскими исследовательницами Лори Марино из Университета Эмори (Атланта) и Дайаной Рейс из Колумбийского университета (Нью-Йорк) убедительно продемонстрировано, что дельфины тоже легко узнают себя в зеркале и, более того, безо всякого обучения умело зеркалом пользуются.
Марино и Рейс изучали поведение двух молодых дельфинов. Для этого в маленький круглый бассейн, соединенный с большим овальным, поместили крупное зеркало. При этом зеркало расположили так, чтобы его не было видно из большого бассейна. Здесь дельфинов подзывали и специальным маркером с нетоксичными чернилами наносили им на тело какой-либо рисунок в таком месте, где сам дельфин увидеть его не мог – на голове, плавниках или животе.