«Восхождение человечества»

Восхождение человечества (fb2) - Восхождение человечества [Предисловие Ричарда Докинза] (пер. Н. Суставова) 3766K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Джейкоб Броновски

Джейкоб Броновски ВОСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА Предисловие Ричарда Докинза

Предисловие

Выражение «последний человек эпохи Возрождения» стало сегодня весьма затертым клише, но мы вновь и вновь произносим эти слова, когда они соответствуют истине. Трудно отыскать человека, более достойного такого определения, чем Джейкоб Броновски. Вы, конечно, вспомните ученых, легко оперирующих, например, искусствоведческими терминами и фактами из истории Древнего Китая. Но попробуйте найти еще одного исследователя, который, используя глубокие знания в области истории, искусства, культурной антропологии, литературы и философии, объединял бы их в единое полотно, сотканное на основе его любимой науки. Броновски делает это изящно, без усилий, никогда не опускаясь до бахвальства и скандала. Он пишет на английском, который, кстати сказать, для него не родной язык, и это заставляет нас снова удивиться — потому что ученый обращается со словами, будто опытный живописец, то кладущий широкие мазки, то вырисовывающий тонкую графическую миниатюру.

В этом смысле Броновски похож на Леонардо да Винчи — величайшего человека эпохи Возрождения. Безусловно, источником вдохновения для ученого стала «Джоконда», знаменитая работа мастера. Однако Броновски увлекают и анатомические рисунки живописца, поэтому он сделал один из них («Ребенок в утробе матери») визуальным эпиграфом к снятому им сериалу «Восхождение человечества»:

Человек уникален не потому, что он занимается наукой или искусством, а потому, что и наука и искусство в равной степени отражают изумительную пластичность его ума. Мона Лиза — очень хороший пример, потому что, в конце концов, чем занимался да Винчи большую часть своей жизни? Он рисовал анатомические рисунки, такие как эмбрион внутри утробы матери, который хранится в Виндзорской королевской коллекции. А пластичность поведения как раз и закладывается у человека во внутриутробном периоде.

От описания сюжета в рисунке Леонардо да Винчи автор весьма изящно переходит к рассказу о нашем далеком предке — «ребенке из Таунга», принадлежавшем к роду австралопитеков. Броновски пригласили для того, чтобы он произвел математические исчисления пропорций черепа. Череп, о котором говорит ученый, как мы теперь знаем, принадлежал ребенку, ставшему два миллиона лет назад добычей гигантского орла.

Почти все написанное Броновски — сокровище, достойно того, чтобы стать эпитафией на надгробии великого ученого. Взять хотя бы такие слова: «Знание… — это нескончаемое приключение на грани неопределенности». Звучит жизнеутверждающе? Да. Вдохновляет? Без сомнения. Когда читаешь книги Броновски, логика рассуждений и выводы автора шокируют. Например, по его мнению, европейские научные и культурные традиции были уничтожены Гитлером и его союзниками:

В научном и творческом сообществах наступила тишина, сопоставимая с той, что установилась после суда над Галилеем. Под угрозу физического уничтожения попали Макс Борн, Альберт Эйнштейн, Зигмунд Фрейд, Томас Манн, Бертольд Брехт, Артуро Тосканини, Бруно Вальтер, Марк Шагал, Энрико Ферми, Лео Силард. Поэтому, покинув континент, они переехали в Америку. После нескольких лет скитаний многие из них обосновались в Институте Солка в Калифорнии.

Сильная мысль, не требующая для своего выражения патетики или притворных слез. Слова Броновски понятны. Убедительности им добавляют его спокойный, человечный, комфортный и интеллигентный тон и привлекательный взгляд, прячущийся за сверкающими, словно маяки в темноте, стеклами его очков.

Подобные пессимистические рассуждения встречаются в книге крайне редко. В основном она наполнена светом, оптимизмом и по-настоящему поднимает настроение. За текстом слышится легко узнаваемый голос автора, можно даже угадать его выразительные жесты, подчеркивающие наиболее значимые мысли и слова. Например, когда он говорит о скульптуре Генри Мура, понимаешь, что он видит ее перед собой:

Генри Мур назвал одну из своих скульптур «Лезвие ножа», подчеркивая, что это, как и рука человека, — передний край разума. Ведь цивилизация, созданная достижениями человечества, не представляет собой собрание готовых артефактов или технологий. Она проявляется в развитии манипуляций, которые человек способен совершать руками.

Самый мощный импульс в восхождении человека — наслаждение собственным умением. Он любит делать то, что у него получается, и, сделав хорошо, стремится сделать еще лучше. Это можно увидеть, понаблюдав за работой ученых, художников, архитекторов. Посмотрите, с какой безграничной радостью и дерзким вдохновением они пишут, говорят, строят. Конечно, памятники ставят королям, но в конечном итоге рядом с именем монарха упоминают имя автора монумента. Броновски удивительным образом сочетает в себе рациональность и бунт. Он никогда не останавливается на достигнутом. Он провоцирует среду, стремится возбудить ее, чтобы получить новый импульс:

В этом суть научного подхода — поставьте себе дерзкий вопрос, и он приведет вас к дельному ответу.

Кстати сказать, по его мнению, это касается не только науки, но и всей системы обучения. Вот что Броновски пишет об одном из старейших и крупнейших университетов Германии:

Университет для студентов — Мекка, в которую каждый из них приходит с чем-то чуть меньшим, чем абсолютная вера. Задача преподавателей — воспитать в них духовную смелость оборванца, если хотите, босую непочтительность к учебе, потому что они здесь не для того, чтобы поклоняться известному, а для того, чтобы подвергать сомнению даже непоколебимые истины.

При этом Броновски сочувственно и с пониманием относится к первобытному магическому мировоззрению, правда, он оговаривает, что: «…магия — это не ответ, это только слово, которое ничего не объясняет».

Однако встречается и другая магия — правильная, — и она заключена в науке. В каждой главе книги есть великолепные стихи, потому что наука есть поэзия реальности. Конечно, автор напрямую не высказывает эту идею, но он подчиняет ей свои рассуждения. Вот он каков, Броновски — эрудит и мыслитель, чьи интеллект и мудрость символизируют все лучшее, что есть в восхождении человека.

Ричард Докинз

Введение

Сценарий первой серии научно-популярного фильма «Восхождение человечества» я начал писать в июле 1969 года, монтаж последней — тринадцатой — серии мы завершили в декабре 1972-го. Это была волнующая и очень непростая работа. Она потребовала от меня полного погружения в материал и напряжения всех умственных и физических сил, поэтому мне пришлось отложить на время все остальные исследования. Думаю, стоит объяснить, что побудило меня взяться за нее.

В первую очередь меня увлекло то, как изменились настроения в науке за последние 20 лет (с 1950-х): исследователи перешли от наблюдений за природой физических явлений к изучению жизни. Ученые стали гораздо больше внимания уделять проблеме человеческой индивидуальности. Поначалу я и не догадывался, какой объем информации мне предстоит переработать и что мне придется рассматривать образ человека как отдельную научную форму. По счастью, моя базовая специализация (физика и математика) дала мне удачный инструментарий для анализа и систематизации всех собранных научных фактов. Я применил методы точных наук, с их четкой и ясной логикой, к гуманитарным знаниям. Социальную историю я рассматривал как восхождение человека, его путь от самых первых шагов к современному состоянию.

Кеннет Кларк, историк искусств и продюсер Би-Би-Си, предложил мне создать научно-популярную программу об эволюционных проблемах цивилизаций. Телевидение дало мне уникальную возможность показать восхождение человека всесторонне: проиллюстрировать повествование богатым визуальным материалом, перенести зрителя в те места и времена, о которых идет речь, и простым человеческим языком рассказать о том, как исторические события любой эпохи связаны с действиями и поступками людей.

Последнее достоинство телевидения, на мой взгляд, наиболее весомо, потому что позволило мне разнообразить материал личным опытом, автобиографическими фактами и своими эмоциями. Дело в том, что знание вообще и наука в частности состоят из идей, которые существуют не сами по себе, а создаются человеком — от их зарождения до нынешних своеобразных моделей. По этой причине я решил выстроить основные концепции хронологически — от простейших и начальных культур до величайших достижений современного человека. Развитие науки представляется мне сложным конгломератом интеллекта и специфических человеческих качеств, потому что открытия совершают живые люди, со всеми их достоинствами и недостатками. Если не рассказывать об этом в научно-популярной передаче, то нет смысла ее и делать.

Создавая свой сериал, я ставил перед собой задачу: реконструировать исторические и социальные предпосылки возникновения конкретных идей, не забывая, что телепередача отличается и от лекции, и от печатной статьи. Телевизионная аудитория огромна, но обращаться следует к двум-трем конкретным зрителям, которые сидят перед одним экраном. Выступление становится односторонней беседой тет-а-тет, уютной и сократической одновременно. В этом сила телевидения: оно очень убедительно, доступно и привлекательно излагает самые серьезные философские и научные проблемы, что позволяет заинтересовать ими широкую аудиторию. Это свойство роднит телевидение с книгой.

При этом книга, равно как любое печатное средство массовой информации, дает большую свободу в изложении фактов. Читатель может остановиться, осмыслить высказывание, вернуться на несколько страниц назад, сопоставить факты. А главное, обилие подробностей не собьет его с толку. Перенося телевизионный материал на бумагу, я учитывал это отличие печатного текста от разговорной речи.

Исследований по теме эволюции человека проведено множество. Если попытаться охватить наиболее авторитетные и убедительные из них, то можно отследить множество неожиданных связей и чудесных странностей. Очень жалко терять даже самые мелкие детали. Так что я постарался описать максимальное число важных открытий, сделанных людьми. При этом мне очень не хотелось превращать книгу в учебник для студентов-старшекурсников, я намерен адресовать ее массовому читателю.

Избавляясь от наукообразности, я приблизил текст к разговорной речи. Для меня было важно сохранить непосредственность рассуждений, передать на бумаге процесс зарождения мысли и сымитировать стихийное течение разговора. Такой подход позволил мне выявить суть, сделать очерки более яркими по стилю и одновременно не растерять логику, которая была и остается основой науки и которую ничто не должно затмевать.

Особо хочу сказать о содержании очерков, потому что оно на самом деле выходит за рамки заявленной темы. Говоря о восхождении человечества, я не имел в виду только первые его шаги, меня в первую очередь интересовала культурная эволюция. Если рассматривать эту книгу в контексте всех моих исследований, научных статей, литературных опусов и других произведений, то можно увидеть, что я работаю над созданием философии XX столетия, где весь мир представал бы как неразрывное единство. Иначе говоря, приоритетом для меня была и остается философия природы, а не философия науки. Я назвал бы это современной натурфилософией, которая с момента своего расцвета заметно изменилась. Кроме того, недавние открытия, совершенные в области биологии человека, дали этой науке новый импульс, который обусловливает переход от общего к личному (единичному). И вот теперь, пожалуй, впервые после Возрождения мы вновь сможем приоткрыть двери в мир познания законов природы.

Еще один аспект очень важен для меня: научные открытия совершают люди, следовательно, не бывает философии, не связанной с индивидуальностью человека. Надеюсь, что мне удалось доказать этот тезис в своей книге. Наблюдая за природой, мы можем понять натуру человека и его место в мироздании.

Я постарался показать теоретическое изучение природы и связанные с этим научные эксперименты как бесконечное приключение. Должен выразить сердечную благодарность всем, с чьей помощью мой замысел стал реальностью. В первую очередь благодарю Институт биологических исследований Солка (Ла-Хойя, Калифорния), который уже давно поддерживает меня в изучении человеческой природы и который предоставил мне долгосрочный творческий отпуск для участия в съемках сериала. Я бесконечно благодарен руководству и творческим сотрудникам Британской радиовещательной корпорации (Би-Би-Си). Особенного упоминания заслуживает Обри Сингер — автор идеи создать подобный сериал с моим участием. Он потратил два года на то, чтобы убедить меня принять участие в этом телевизионном проекте.

В целом список тех, кто помогал мне, настолько велик, что его стоило бы опубликовать отдельной главой. Мне было невероятно приятно работать с этими людьми, и говорю им огромное спасибо за совместный труд. Не могу не упомянуть продюсеров сериала, которые стоят во главе списка, — Адриана Малоне и Дика Жиллинга. Благодаря их содействию мои идеи, фантазии и слова обрели плоть и кровь.

Над книгой мне помогали работать две замечательные дамы — Жозефина Гладстон и Сильвия Фицджеральд. Жозефина вдохновляла меня на работу с 1969 года, Сильвия помогла мне справиться со сценариями. Искренне заявляю, что о лучших коллегах я не мог бы и мечтать.

Дж. Б.

Ла-Хойя, Калифорния Август, 1973

Глава 1. Ниже ангелов[1]

Человек — уникальное творение природы. Он активно меняет мир вокруг себя, наблюдая за повадками животных и умело пользуясь полученными знаниями. Современные люди заняли особое положение среди живых существ, потому что сумели обустроиться на всех континентах, адаптироваться к любым условиям.

Люди умеют смотреть и видеть. Например, индейцы рассказали испанцам, высадившимся в 1769 году на берегах Калифорнии, о рыбе, которая в полнолуние выходит танцевать на местные пляжи. Европейских переселенцев увиденное удивило: косяки рыбы-песчанки, которую они позже назвали атерина-грунион (Leuresthes tenuis), во время прилива перед полнолунием подходят к берегам. После отлива они остаются на берегу до следующего прихода воды. Самки зарываются хвостом во влажный песок, самцы исполняют вокруг каждой из них брачный танец и одновременно оплодотворяют икринки. Самки откладывают икру в теплый грунт, где, словно в инкубаторе, мальки развиваются в течение девяти-десяти дней, а затем с очередным приливом большие и малые рыбы уходят в море. Живительным образом это действо связано с лунным календарем, который для грунионов прост и понятен.

В природе много точных и красивых приспособлений, благодаря которым каждое животное идеально вписывается в окружающую среду, совпадая с ней, словно шестеренка в гигантском часовом механизме. Еж совершенно безошибочно определяет момент, когда ему пора выходить из зимней спячки. Колибри знает, с какой частотой и скоростью нужно махать крыльями, чтобы, зависнув над цветком, собрать тонким клювом-иглой сладкий нектар.

Бабочки, спасаясь от хищников, научились становиться невидимками, превращаясь в цветки или листья, а чтобы отпугнуть своих врагов — имитировать ядовитые растения. Крот, предпочитающий темноту, прокладывает под землей длинные проходы и галереи лучше самых совершенных установок горизонтального бурения, изобретенных людьми.

Эти механизмы сформировались в результате миллионов лет эволюции. Танцующие в полнолуние атерины-грунионы, с которых мы начали наш разговор, научились жить в соответствии с приливами и отливами. У человека иной способ адаптации к внешней среде. По сравнению с рыбами он довольно плохо приспособлен для выживания, но в этом-то и заключается парадокс человеческого существования: слабые места становятся при определенных обстоятельствах силой. В отличие от множества животных, одни из которых быстро бегают, другие летают, плавают и роют норы, человек не замкнут в своей среде. Его фантазии, мечты реализуются в гениальных открытиях и догадках благодаря его воображению, тонкой интуиции и умению подчинять себе обстоятельства. По этой причине развитие человечества не ограничивается развитием биологическим, оно представляет собой культурную эволюцию, блистательную череду покоренных вершин, которую я называю восхождением человечества.

Я использую слово «восхождение» в соответствии с его точным смыслом. Человек возвысился над животными, потому что щедро одарен творческим началом. Используя все свои таланты, он строит планы, совершает открытия, делает изобретения в самых разных сферах — в культуре, науке, технике, искусстве. Его способности постоянно развиваются, становятся ярче, богаче, изощреннее.

Мне как ученому очень хотелось бы думать, что самые незаурядные достижения разума принадлежат последнему времени. Хотя это не совсем так, нашим современникам есть чем гордиться.

Вспомните, например, разгадку генетического кода в спирали ДНК или открытия в области человеческого мозга. А сколько невероятных догадок и научной интуиции потребовалось, чтобы создать теорию относительности или исследовать поведение материи на атомном и субатомном масштабах!

Тем не менее глупо любоваться только собственными успехами и отрицать, что их корни уходят в глубокую древность. История человеческих открытий не музей готовых конструкций. В ряду выдающихся достижений и первые эксперименты алхимиков, и сложная арифметика, которую астрономы майя (индейский народ Центральной Америки) придумали, не зная об изысканиях математиков Старого Света, и каменная кладка Мачу-Пикчу, и утонченные геометрические узоры Альгамбры в мавританской Испании. Каждое из этих открытий в свое время было не менее важным, чем разгаданное нами строение ДНК.

Человечество в ходе эволюции минует разные возрасты, и в каждом проходит поворотный пункт, который открывает людям новое видение мира. В один период оно отражается в статуях острова Пасхи, в Средние века их сменяют часы, которые, как когда-то казалось, знаменовали собой окончательное познание небес. Иначе говоря, каждая культура пытается зафиксировать образ того, как видит природу или человека. Очень характерной для человечества чертой становится преемственность идей, поэтому изобретения, идеи и представления переходят из одной цивилизации в другую. В современной химии нет ничего более поразительного, чем создание соединений с новыми свойствами, которое люди освоили еще до Рождества Христова в Южной Америке и куда раньше — в Азии. Умение расщеплять и соединять атом восходит к тому моменту, когда человек понял, что у камня или любого другого материала есть своя структура, а значит, его можно разделить на части и собрать по-новому.

На заре цивилизации человек совершил множество прорывов в области сельского хозяйства: научился культивировать дикие злаки (пшеницу, овес и т. п.), приручил животных (коня, корову, козу).

Исследуя подобные поворотные пункты, я не стал соблюдать хронологию открытий. Меня прежде всего интересует то, как формировался человеческий разум, накапливался интеллект — дары, которыми природа щедро наделила человека. Именно они обусловили ту уникальность людей, что вот уже много лет восхищает и очаровывает меня. Особенно мне интересно, каким образом человек выражает свою — человеческую — сущность.

Мои очерки — это путешествие людей по их интеллектуальной истории, восхождение человека от первоначального знания к его вершинам, которые по праву называются достижениями. На каждый пик человек восходит не сразу, ему приходится раскрывать всю полноту своих дарований. Результатом такого труда становятся объекты материальной и духовной культуры, в которых люди запечатлевают свое понимание природы и себя. Подобные творения ирландский поэт Уильям Батлер Йейтс назвал «монументами, что воздвигнул дух». С чего же следует начать? Начнем с появления человека. Для этого обратимся к двум фундаментальным научным трудам Чарльза Дарвина: опубликованной в 1859 году книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» и вышедшей в 1871 году работе «Происхождение человека и половой отбор». Многие гипотезы этого выдающегося ученого сегодня уже доказаны. Во-первых, почти наверняка установлено, что первый человек появился в Африке, возле экватора. Можно даже более точно указать географическое положение этого места — саванна, занимающая часть Великой рифтовой долины — территорию современных Северной Кении и Юго-Западной Эфиопии недалеко от озера Рудольф. Структура геологических пластов здесь формировалась в течение четырех миллионов лет из донных отложений озера, которое было заметно большим по площади. Увидеть эти наслоения можно на высоких скалах ущелья, которое прорезала река Омо, впадающая в озеро. Запомним название этого места: долина реки Омо и озеро Рудольф.

Из различных мифологических источников, в которых рассказана история происхождения человека, следует, что когда-то его окружал прекрасный пейзаж. Первые люди проживали свой Золотой век в красоте и безмятежности. Например, в библейской книге Бытия это место называется райским садом. Сегодня долина реки Омо и озеро Рудольф даже отдаленно не напоминают Эдем, но все же будем считать, что это колыбель человечества. Уровень воды в некогда полноводной артерии упал, плодородные почвы истощились из-за деятельности человека, поэтому если здесь и были когда-то райские кущи, то за миллионы лет они исчезли.

Я выбрал это место, потому что скалы здесь имеют уникальную структуру: вулканический пепел, широкие полосы сланцев и аргиалитов (окаменелых глиноподобных соединений). Она формировалась по крайней мере в течение четырех миллионов лет. Современные исследования позволяют распределить эти слои по периодам, и их геологический анализ убедительно доказывает гипотезу происхождения человека. Благодаря тому что на берегах реки Омо все горные породы обнажены, можно подробно рассмотреть, как выглядела поверхность Земли в конкретный исторический период. Таким образом, летопись покоится прямо под ногами. Скалы здесь очень прихотливы и живописны, их гребни изогнуты, словно лопасти вентилятора.

Самый нижний слой сложился четыре миллиона лет назад. Верхние пласты имеют более позднее происхождение (более трех миллионов лет назад). В них ученые обнаружили останки человека и животных, живших на этих землях в разные времена.

Кстати сказать, ученых, исследовавших останки животных, удивило, как мало те изменились за миллионы лет, прошедшие с момента их появления. Человек же абсолютно не похож на своих далеких предков. Мы отследим его метаморфозы на примерах доисторических и современных скелетов и черепов.

Итак, рассматривая черепа современных животных и найденные в ходе раскопок окаменелости, мы обнаружили, что животные саванн мало изменились за прошедшие миллионы лет. Предок человека, охотившийся на предка антилопы топи два миллиона лет назад, моментально узнал бы топи сегодня. Но он не узнал бы в охотнике, ни в белом, ни в черном, своего потомка.

Но не охота сделала человека тем, кем он стал. В мире животных хищники изменились не больше, чем их жертвы. Кустарниковая кошка сервал по-прежнему сильна в погоне за сернобыками (ориксами), сохранившими способность спасаться от опасности бегством. Отношения между этими видами установились миллионы лет назад. Эволюция человека началась, когда африканский климат стал более засушливым: площади водоемов сократились, лес постепенно начал обретать черты саванны. Вероятнее всего, эти факторы оказались очень благоприятными для предтечи человека, потому что непривычно тяжелые условия жизни выявили наиболее стойких и сильных особей.

Удивительно, что животные почти не изменились за миллионы лет, прошедшие с момента их появления.

Современные и ископаемые рога ньялы (африканской антилопы) из долины реки Омо. Возраст ископаемых — два с половиной миллиона лет.

Кроме человека к изменениям окружающей среды смогли приспособиться зебра Греви и газель Гранта, сумевшие сохранить численность популяции.

В засушливых африканских ландшафтах, подобных саванне вокруг русла обмелевшей реки Омо, и появился предтеча человека. На фоне такого пейзажа, а не в райском саду, два миллиона лет назад началось восхождение человечества. В первую очередь человекообразной обезьяне пришлось отказаться от передвижения на четырех конечностях и встать на ноги. Позой и походкой наш далекий предок напоминал современного человека. Конечно, этот первый шаг изменил его жизнь и отразился на строении его тела.

Наибольшие эволюционные изменения претерпел череп человека. По счастью, эта часть скелета отлично сохраняется (в отличие от мягких тканей) и дает нам представление о размере мозга, пусть мы и мало что можем узнать о его строении. В первой половине XX столетия в Южной Африке было обнаружено несколько ископаемых черепов, благодаря которым мы можем реконструировать форму головы предка человека. Снимок, представленный на следующей странице, показывает, как она выглядела два миллиона лет назад. Эта окаменелая честь скелета, ставшая первой находкой подобного рода, была обнаружена в 1924 году австралийским антропологом Раймоном Дартом в Южной Африке в местечке Таунг, расположенном к югу от экватора. Это ребенок пяти-шести лет, и хотя лицо почти полностью сохранилось, часть черепа, к сожалению, отсутствует.

(Слева). Я не знаю, как проходили первые дни «ребенка из Таунга», но я твердо знаю, что с истории этого маленького человека началось восхождение человечества.

Череп «ребенка из Таунга».

(Справа). У предка человека большой палец был очень коротким, что не позволяло ему свободно манипулировать кистью руки.

Схематическое изображение кисти австралопитека, найденной в одном из самых низких мест ущелья Олдувай, в сравнении с пальцами современного человека.

Несмотря на спорные и порой чрезмерно смелые заявления Дарта, он установил две интересные особенности своей находки, позволяющие уверенно заявить, что мы имеем дело с предком человека. Во-первых, большое затылочное отверстие в основании черепа, через которое позвоночный канал соединяется с головным мозгом, находится на вертикальной оси, что говорит о прямохождении. По позиции головы и ее размеру ученый предположил, что это существо очень юного возраста. Второй научной удачей Дарта, подтвердившей его предположение, стали сохранившиеся зубы ископаемого существа. Зубы всегда выдают все секреты. Подробно изучив их, антрополог установил, что зубы молочные, значит, перед ним — череп ребенка.

Кроме того, небольшой размер и квадратная форма зубов, а также отсутствие огромных острых клыков свидетельствовали о том, что этот ребенок принадлежал к тем плотоядным человекообразным обезьянам, которые, добывая корм, искусно манипулировали передними конечностями и использовали в качестве орудий гальку, острые палки и твердую кору и скорлупу орехов.

Дарт назвал это существо австралопитеком, хотя мне это слово не нравится, потому что оно всего лишь означает «южная обезьяна» и вводит в заблуждение. Не слишком удачное имя для существа, найденного в Африке. Я подозреваю, что Дарт немного созорничал, подчеркнув, что первый ученый, установивший родину предка человека, был австралийцем. Дарт изучил ископаемый череп ребенка человекообразной обезьяны, получившего в научной среде имя «ребенок из Таунга», за десять лет до обнаружения черепов взрослых животных. К концу 1950-х годов история австралопитеков была почти полностью реконструирована.

По результатам археологических раскопок, история предка человека началась в Южной Африке, затем продолжилась на севере, в ущелье Олдувай (территория современной Танзании). Но все же больше всего находок было сделано в бассейне озера Рудольф. Эти исторические открытия по своей значимости не уступают научным прозрениям 1940-х годов в физике и 1950-х в биологии, потому что все они помогают понять природу человека.

Для меня «ребенок из Таунга» особенно дорог, потому что у меня с ним связана очень важная личная история: в 1950 году, когда было неоспоримо доказано, что это человек, мне было предложено изучить череп этого существа, применяя математические методы. Первый вопрос, на который я должен был ответить: чем зубы «ребенка из Таунга» отличаются от обезьяньих. До этого момента я никогда не видел череп ископаемого и, конечно, не был знатоком анатомии человека и животных.

Рассматривая часть скелета предка человека, я очень сильно волновался. Более сорока лет я занимался формой вещей, используя методы абстрактной математики, и вот теперь держал в руках предмет, возраст которого более двух миллионов лет. Я понял, что изучение черепа доисторического ребенка может дать ответ на многие вопросы в истории человечества. Это было поразительно!

С тех пор эта тема полностью поглотила меня: в научных трудах, в популярных статьях и литературных произведениях я искал, анализировал и находил информацию о том, что сделало человека человеком. Творением, перед которым я преклоняюсь — сильным, ловким, наблюдательным, вдумчивым, страстным, способным оперировать лингвистическими и математическими символами, а также передавать свое видение мира в науке и искусстве. Именно поэтому череп «ребенка из Таунга» был и остается для меня отправной точкой восхождения человечества.

Человеческое дитя соединяет в себе черты животного и ангела. Уже в утробе матери природа наделяет его первыми рефлексами, поэтому в определенном возрасте эмбрион начинает переворачиваться и толкаться. Такое поведение плода можно наблюдать у всех позвоночных. Этот врожденный рефлекс создает основу для более сложных движений, которые ребенок будет мучительно осваивать, прежде чем они станут автоматическими. Например, в одиннадцать месяцев он почувствует потребность ползать.

Новое движение порождает импульсы, которые закрепляются мозжечком — частью мозга, отвечающей за мышечный тонус, равновесие и координацию. Этот набор реакций поможет человеку освоить целый набор тонких и сложных движений, которые станут его второй натурой. Контроль над ними также осуществляет мозжечок. Сознанию остается только дать команду. Так, в четырнадцать месяцев оно велит «Поднимайся!», тогда ребенок встает с четверенек на ножки и начинает ходить.

Каждое человеческое движение в чем-то восходит к нашему животному происхождению. Отрицая его, мы отрезаем себя от мира природы, оставаясь в одиночестве. Однако есть ряд признаков, которые показывают, насколько мы отличаемся от прочих представителей фауны. Рассмотрим их на конкретном примере: понаблюдаем за простыми действиями легкоатлета. После выстрела стартового пистолета он совершает движения, похожие на бег газели в начальной фазе. Активно работает весь организм: напрягаются мышцы, сердце бьется чаще, перекачивая в пять раз больше крови, чем обычно. Девяносто процентов этой крови доставляет мышцам кислород.

Этот процесс можно увидеть во время охоты на зайца с гончими, воспользовавшись специальными приемами съемки. Вокруг животных, мышцы которых нагреваются, воздух становится горячим. Его можно запечатлеть на инфракрасную пленку, чувствительную к тепловым излучениям, которые не видны человеческим глазом. На таком носителе высокотемпературные зоны становятся светло-голубыми или серебристо-серыми, а холодные участки — пурпурными или фиолетовыми. Таким образом, работа мышц показана светлыми тонами. Энергия в мышцах возникает за счет расщепления сахара, при этой химической реакции три четверти энергии расходуется на тепло. Еще одно роднит животных и человека: если нагрузка чрезмерна, то химическая реакция не проходит до конца. Продукты неполного расщепления сахара преобразуются в молочную кислоту, попадающую в кровь. Именно накопившаяся молочная кислота вызывает у человека и животных усталость и блокирует мышцы до тех пор, пока те не будут очищены от нее кислородом.

На уровне метаболизма (обмена веществ) спортсмена ничего не отличает от убегающей от хищника газели. Однако если взглянуть на обоих с другой стороны, то обнаруживается кардинальное различие. Газель бежит, потому что ей страшно. Человек, начинающий бег после выстрела из стартового пистолета, вовсе не боится, его гонит азарт. В этом смысле бегун напоминает играющего ребенка: его действия — приключение свободного человека, его единственная цель — исследовать пределы своей силы.

Естественно, человек отличается от животного (даже от обезьяны) даже на физиологическом уровне. Например, прыгун с шестом держит его хватом, к которому не способны человекообразные обезьяны. Но эти различия вторичны по сравнению с главным, которое заключается в том, что спортсмен достигает рекордов осознанно, в то время как животные на такое не способны. Кроме того, поведение взрослого атлета мало зависит от окружающей его среды. Представители фауны подчинены ее влиянию полностью.

Физические упражнения спортсмена не имеют конкретной и сиюминутной прагматической цели. Они направлены на будущие достижения и позволяют ему наращивать мастерство. Значит, отрабатывая конкретное движение сегодня, атлет думает о завтрашнем дне и представляет, как он станет использовать навык в будущем.

С этой точки зрения прыгун с шестом представляет собой средоточие человеческих способностей, потому что в момент прыжка он должен думать о правильном захвате шеста, верной позиции стопы, плеч и таза. Когда он преодолевает планку, его тело напоминает натянутый лук. В этот момент проявляется еще одно уникальное качество человека — дар предвидения.

Иначе говоря, люди обладают способностью ставить цель и сосредоточивать все свои силы ради ее достижения. Так, перед прыжком спортсмен мысленно представляет себе, как он будет выполнять это упражнение. В таком поведении заключается одно из самых уникальных свойств человечества.

Рассматривая человека, в первую очередь обращаешь внимание на его лицо и голову. Что интересно, именно эта часть скелета претерпела в ходе восхождения человечества наибольшие изменения. К сожалению, не все этапы эволюции мы в состоянии отследить. Например, о том, каким был предок человека пятьдесят миллионов лет назад, можно судить лишь по шести-семи образцам. Тайна того, как развивалась голова человека в другие, чуть более поздние периоды, похоронена в глубине веков. По этой причине, чтобы представить непрерывное, последовательное развитие человека, мне пришлось использовать метод математической интерполяции, геометрически показывая переходы от одного известного черепа к другому. Эти построения я выполнял на компьютере и получил в результате визуальное представление головы человека на разных этапах его эволюции.

Голова — это первоначало культурной эволюции.

Схематичное изображение стадий эволюции черепа.

История человека началась пятьдесят миллионов лет назад. Его предтечей стал лемур — небольшая живущая на дереве человекоподобная обезьяна. Название этого примата можно перевести с латыни так: «вернувшийся на землю дух умерших предков».

Черепа ископаемых лемуров, принадлежащих к семейству адаписов, обнаружены в меловых отложениях под Парижем. Стволовое отверстие находится позади черепа, то есть голова животного располагалась впереди тела. Животное, вероятно, питалось насекомыми и фруктами и имело больше чем тридцать два зуба в отличие от современных людей и приматов.

Ископаемые лемуры имеют существенные признаки приматов, к которым относятся крупные обезьяны и человек. Благодаря сохранившимся частям скелета мы знаем, что на передних лапах были ногти, а не когти. Большой палец был противопоставлен остальным, по крайней мере частично. Морда у этих приматов небольшая, с короткими челюстями, что делает ее похожей на человеческое лицо. Кроме того, большие, широко поставленные глаза и некрупный нос свидетельствуют о том, что выбор между обонянием и зрением сделан в пользу последнего. Глазницы адаписов расположены сбоку, но, по сравнению с другими насекомоядными, они больше развернуты вперед и дают до какой-то степени стереоскопическое зрение. Этот довольно скромный набор характеристик — первые признаки эволюционного развития, в результате которого сформировалась сложная структура человеческого лица. С таких небольших подвижек начинался человек!

Если округлить дату, то восхождение человечества началось пятьдесят миллионов лет назад. В течение последующих двадцати миллионов лет различия между обезьянами и людьми усугублялись. Это подтверждает следующая находка, возраст которой тридцать миллионов лет. Окаменелый череп предка человека был обнаружен при раскопках оазиса Фаюм, расположенного в шестидесяти километрах от Каира (Египет). Примат получил имя египтопитек. Он имел еще более короткую морду, чем у лемура, и зубы, больше похожие на обезьяньи. Хотя эта человекообразная обезьяна продолжала жить на деревьях, но все же заметную часть своего времени проводила на земле.

Отсчитаем еще десять миллионов лет вперед и познакомимся с человекообразными обезьянами родом из Восточной Африки, Европы и Азии. Классической считается находка, сделанная кенийским антропологом и археологом Луисом Лики. Ученый распознал в ней череп дриопитека, возраст которого двадцать миллионов лет. Лики назвал своего подопечного проконсулом. Дело в том, что в Лондонском зоопарке в 1931 году жил знаменитый шимпанзе по кличке Консул. Лики предположил, что от найденного им примата и произошла эта обезьяна. Мозг проконсула был значительно больше, судя по выдвинутым вперед глазам, дриопитек имел почти человеческое стереоскопическое зрение. Эти признаки позволяют заявить, что обезьяны сделали еще шаг в сторону человека. Однако большие верхние и нижние клыки, плотно замыкающие верхнюю и нижнюю челюсти, все же свидетельствовали, что это существо находилось на ветке развития обезьян.

Впервые изменения зубов, говорящие еще об одной подвижке в эволюции человека, зафиксированы на обнаруженных в Кении и Индии ископаемых фрагментах челюстей рамапитеков. Их возраст четырнадцать миллионов лет. У этих приматов уже не было крупных клыков, лицо стало еще более плоским. Следовательно, мы подобрались к разветвлению эволюционного древа человека — рамапитека некоторые (наиболее смелые) антропологи поставили в один ряд с большими человекоподобными обезьянами, получившими название гоминиды[2].

Далее в палеонтологической летописи зияет пробел, потому что, к сожалению, нам на сегодняшний день ничего не известно о том, как шла эволюция людей пять-десять миллионов лет назад. Скорее всего, от нас пока скрыта самая интригующая часть истории человечества, когда из числа гоминид вышло существо, очень похожее по многим признакам на современного человека.

Двоюродным братом человека является австралопитек. Это массивное человекообразное существо было вегетарианцем. Австралопитек массивный (Australopithecus robustus) был человекообразным, и его ветвь никуда не привела, он просто вымер. Нам известно, что он был растительноядным, что вполне определенно доказывают его зубы, на которых сохранились потертости от мелкого гравия, остававшегося на корешках, которые он поедал.

Его кузен по ветви, ведущей к человеку, был легче (видно по строению челюсти) и питался мясом, вероятнее всего. Скорее всего, это существо является недостающим звеном в эволюционном преобразовании обезьяны в человека. Его имя — африканский австралопитек. Череп взрослой особи был найден в гроте Стеркфонтейн, в провинции Трансвааль. Это развитая особь женского пола. Если бы «ребенок из Таунга», с которого я начал эту главу, вырос, то был бы похож на нее. Африканские австралопитеки очень напоминали человека: прямоходящие, с большим мозгом, вес которого составлял от половины до полутора килограммов. Конечно, мозг большой современной обезьяны примерно такого же размера, но австралопитеки были гораздо меньше сами по себе. Кроме того, последние находки Ричарда Лики позволяют предположить, что два миллиона лет назад мозг был гораздо крупнее.

Далекий предок человека, обладавший этим мозгом, совершил два крупных изобретения, о которых мы имеем наглядные свидетельства. Во-первых, африканский австралопитек изобрел элементарное орудие труда, заострив край небольшой гальки. Этот макролитический инструмент, получивший название рубило, стал фундаментальным открытием. Он, пусть в несколько усовершенствованном виде, служил человеку на протяжении последующих миллионов лет. Заточенный кремень, зажатый в руках африканского австралопитека, стал результатом первого творческого акта, поэтому он считается символом и предвестником будущих прозрений человечества. С помощью рубила предок человека почти наверняка отбивал и резал мясо, несмотря на то что короткий больший палец не позволял гоминиду легко справляться с задачей. Люди пользуются подобным инструментом до сегодняшнего дня, что показывает величие этого изобретения!

Другое изобретение относится к разряду социальных, и чтобы узнать о нем, понадобились более сложные умозаключения. Многочисленные ископаемые черепа и скелеты свидетельствуют о том, что большинство особей погибало в возрасте до двадцати лет. А это означает, что в сообществе африканских австралопитеков было много детей-сирот. Их возраст составлял, скажем, от одного года до десяти лет. За ними нужно было присматривать, ведь у австралопитеков период детства длился долго, как у всех приматов. И эти гоминиды сумели создать некое подобие детских садов, что стало огромным шагом в сторону культурной революции!

И всё же, в какой момент гоминид стал человеком? Это очень непростой и деликатный вопрос, потому что подобные превращения не происходят в одночасье. Глупо воображать, что это случилось вдруг, и незачем спорить о точном времени перехода. Очевидно одно: два миллиона лет назад мы еще не были людьми, миллион лет назад мы ими стали. Этих наших далеких предков мы называем Homo erectus (человек прямоходящий). Они заселили довольно обширную территорию. Их останки находят далеко за пределами Африки. Классическими считаются обнаруженные в Китае череп и скелет мужчины, рожденного четыреста тысяч лет назад. Он получил название «пекинский человек». Именно он первым на земле научился пользоваться огнем!

Далее в течение миллиона лет человек прямоходящий очень быстро (по сравнению с предыдущими периодами) обрел черты современного человека. Следы этого развития можно увидеть, изучив окаменелый череп неандертальца. Его впервые обнаружили в Германии в XIX веке. Его мозг весил столько же, сколько мозг современного человека. Скорее всего, некоторые ветви вида вымерли, но, вполне вероятно, что сообщества неандертальцев, поселившихся на Ближнем Востоке, положили начало той ветви, которая получила название Homo sapiens (человек разумный). Именно они могут считаться нашими прямыми предшественниками[3].

За последний миллион лет больше всего изменились руки человека, потому что ему приходилось пользоваться разными приспособлениями и орудиями труда, сделанными на основе первобытного рубила, — скребком, топором и киркой. Таким образом, физический труд внес биологические уточнения в строение кисти человека, что закрепилось в определенных центрах мозга, которые контролируют работу рук. Более ловкие манипуляции продвинули человека вверх и биологически, и культурно, позволив сделать орудия труда более совершенными по форме и более удобными в использовании.

Развитие столь сложных навыков, как использование огня, не могло проходить изолированно от биологической и культурной эволюции человечества. Каждое новшество — будь то орудие труда или способ приготовления еды или обработки материалов — естественно порождает новую модель поведения. Конечно, навыки, привычки и манеры — вещь эфемерная, они не сохраняются в виде окаменелостей, как кости и зубы. Впрочем, и последние предметы не интересны сами по себе — даже тому существу, которому они принадлежали. Мы подробно изучаем все эти находки с точки зрения того, что ими делали, потому что каждое новое действие отражается на строении и форме орудий. Так мы можем судить, на что были способны обладатели найденных нами зубов и скелетов.

Каждое новое освоенное человеком движение приживалось очень медленно, и каждый эволюционный шаг менял людей полностью, поэтому невозможно себе представить, чтобы череп предка человека был составлен из верхней челюсти примата и нижней — гоминида. Подобное заблуждение невероятно наивно и приводит к появлению таких подделок, как череп пилтдаунского человека, продемонстрированный в 1912 году Лондонскому географическому обществу. Любое животное, а человек в особенности, представляет собой структуру, все части которой настолько связаны между собой, что малейшее изменение поведения влечет за собой изменения на биологическом уровне, и наоборот — биологические процессы кардинальным образом меняют поведение. Эволюция мозга, рук, глаз, ног, зубов, скелета сложилась в конечном итоге в мозаику особых способностей человека. В каждой из последующих глав я буду рассказывать об одной из них. Эти щедрые дары природы сделали человека более ловким, более сильным и психологически более гибким, чем любое другое животное. В отличие от прочих живых существ (например, от некоторых насекомых), существующих в неизменном виде на протяжении пяти, десяти или пятидесяти миллионов лет, люди изменились за это время до неузнаваемости. И ведь человека не отличают особо крупные размеры. К примеру динозавры были гораздо величественнее. Но у человека имелись качества, которые за три миллиона лет эволюции превратили его в творческую личность. Каждое животное оставляет следы, но только человек оставляет материальное и духовное наследие — он передает новым поколениям то, что он создал.

В первую очередь эволюция отразилась на рационе, который за пятьдесят миллионов лет заметно изменился. Лемуры — первые живые существа в цепочке, ведущей к человеку, — благодаря особому строению глаз могли отследить траектории движения мелких насекомых и найти среди ветвей вкусные фрукты, чтобы взять их своими нежными пальцами и съесть. Ранние гоминиды — египтопитеки, проконсулы и ранние австралопитеки — не нарушили традиций вегетарианства, но перешли на более грубые овощи, а также на фрукты и орехи, съедобная часть которых была защищена плотной кожицей или скорлупой. Африканский австралопитек изменил древней привычке — он, помимо фруктов и овощей, начал есть мясо.

Переход от вегетарианской диеты к всеядности закрепил человек прямоходящий, неандерталец и, наконец, человек разумный. Сначала в пищу шли мелкие животные, на более крупных люди переключились гораздо позже. Мясо питательнее овощей и фруктов, потому что содержит гораздо больше белка, а значит, насыщение наступает гораздо быстрее и чувство голода приходит позже. Это позволило тратить на поиски еды на две трети меньше времени, что имело в эволюции далеко идущие последствия. Человек получил свободное время и начал охотиться на крупных животных, чего не мог делать, когда был ослаблен постоянным голодом, который преследовал наших далеких предков во времена вегетарианства. Очевидно, именно благодаря этому путем естественного отбора сформировалась уникальная способность приматов к задержке между провоцирующим стимулом и ответной реакцией на него. Эта задержка впоследствии превратилась в полновесную человеческую способность управлять своими желаниями, откладывать их удовлетворение.

Самое заметное влияние, хотя и косвенное, повышенная калорийность питания оказала на социальную деятельность и общение. Человек — существо медленное, поэтому ему в одиночку ни за что не угнаться за быстроногими обитателями саванны. И нашим предкам пришлось научиться планировать охоту, договариваться (а значит, изобрести язык) и создать специальное оружие. Наша современная речь напоминает то, как древние общались во время охоты: мы объясняемся друг с другом с помощью знаков, из которых собираем предложения. Охота — общее дело, кульминацией которого является убийство.

Охота не могла обеспечить пропитанием постоянно растущее население. Для саванны предел — не более двух охотников на одну квадратную милю. При такой плотности вся поверхность Земли вместила бы разве что население одной современной Калифорнии (около двадцати миллионов человек), а уж Великобритания со всеми ее колониями оказалась бы нашей планете не по силам. По этой причине перед далекими предками человека встал жестокий выбор: голодать или осваивать новые земли.

Так начались переселения, в ходе которых древние приматы и гоминиды преодолевали колоссальные расстояния. Миллион лет назад они обитали только в Северной Африке. Семьсот тысяч лет назад их потомки уже проживали на Яве. Спустя еще четыреста тысяч лет они веером отправились на север — в Китай и в Европу. Эти невероятные миграции способствовали формированию самых различных рас и племен, при том что общая численность популяции была очень мала — скорее всего, не больше одного миллиона особей.

Еще более удивительно, что предок человека двинулся на север только после того, как начался ледниковый период. Лед покрывал землю, буквально вырастая из-под земли. До этого времени на протяжении нескольких сотен миллионов лет нрав северной погоды был умеренным. Однако именно после появления людей в Северной Европе и Китае ее характер порядком испортили три волны ледникового периода.

Первый ледниковый период (четыреста тысяч лет назад) ознаменовался появлением «пекинского человека», который научился скрываться от мороза в пещерах и согреваться огнем. Лед продвинулся на юг и трижды отступал, каждый раз меняя рельеф Земли. Ледяные шапки вобрали столько воды, что уровень Мирового океана упал почти на 122 метра! После второго ледникового периода, более двухсот тысяч лет назад, появились неандертальцы — обладатели большого мозга, который очень помог им пережить последний ледниковый период.

Культурная эволюция человека разумного началась в третий ледниковый период — примерно в последние сто или даже пятьдесят тысяч лет. Именно этим временем датируются найденные археологами сложные орудия труда и оружие для охоты (копьеметалка, гарпуны и, конечно, камни для их заточки и изготовления).

Понятно, что тогда, как и сейчас, открытия и изобретения были редкими, но они очень быстро усваивались людьми, становясь неотъемлемой частью культуры. Например, охотники мадленской культуры, жившие пятнадцать тысяч лет назад в Южной Европе, изобрели гарпун. Первоначально он был без зазубрин. Несколько позже появился один ряд зазубрин, а в конце периода, на который приходится расцвет пещерного искусства, гарпун был оснащен двумя рядами зазубрин. Костяное оружие мадленские мастера украшали орнаментами, которые отличались в зависимости от региона и времени создания. Эти предметы оказались настоящим кладезем полезных сведений и рассказали исследователям историю культурной эволюции человека в строгом порядке.

Человек пережил ледниковый период, так как развил гибкость ума, которая позволяла ему осваивать новые инструменты и орудия и делать их общественным достоянием. Иначе говоря, суровые испытания научили человека искусству выживания. Они способствовали включению мяса в некогда вегетарианский рацион и внесли изменения в стратегию охоты. Охотники перестали преследовать одиночную жертву, они стали мигрировать за большими стадами животных, чтобы не потерять источник питания. Это изменило их образ жизни, превратив в кочевников, путешествующих со скоростью, задаваемой животным. Таким образом постепенно зародилось отгонное скотоводство, которое превратило животное в мобильное хранилище запасов пропитания.

В современном мире отгонное животноводство существует как архаичная культура ведения сельского хозяйства. Пожалуй, единственный народ, сохранивший ее, — саамы, проживающие на крайнем севере Скандинавии. Они следуют за стадами оленей со времен ледникового периода. Вполне вероятно, что предки саамов пришли на север двенадцать тысяч лет назад вместе с животными, которые уходили из франко-кантабрийского региона, расположенного в Южной Европе. Сегодня численность этого народа составляет всего тридцать тысяч человек, которые движутся за тремястами тысячами оленей. Их век подходит к концу. Олени же продолжат свой путь от одного скудного пастбища, поросшего лишайником, к другому, потому что саамы не пастухи, они не одомашнили животных, они просто перемещаются вслед за стадами.

Несмотря на то что лопари (самоназвание народности саамов), по сути, сообщество дикарей, они тем не менее включили в обиход несколько приемов, характерных для традиционного животноводства. Например, они кастрируют самцов, которых используют в качестве тягловой силы при переезде с одного места на другое. Это странные отношения. Саамы полностью зависят от оленей — они едят их мясо, пьют молоко, используют для бытовых нужд сухожилия, шкуры, кости и даже рога. И при этом саамы свободнее оленей, потому что их образ жизни — результат культурной, а не биологической адаптации. При последней та или иная форма поведения становится врожденной. Саамы же сами выбрали путь: проводить дни в постоянном движении по ледяному ландшафту. Они всегда могут сойти с этой стези, потому что длительное путешествие не изменило их на биологическом уровне. Культура же — усвоенная форма поведения, единая для всего общества.

На примере саамов можно наглядно проследить, где проходит водораздел между двумя фундаментальными понятиями — культура и природа. Жилище из оленьих шкур, которое для лопаря составляет часть культурной адаптации, он легко поменяет на любое другое (что сегодня и происходит). Надо сказать, предки современных лопарей претерпели целый ряд биологических адаптаций, прежде чем достигли уровня Homo sapiens. В дальнейшем люди стали достаточно однородным видом, потому что распространились по всему земному шару из единого центра. Хотя некоторые биологические различия, называемые расовыми, между ними существуют. Например, вы не сможете обрести иной цвет кожи, отказавшись от привычек или сменив среду обитания. Почему у лопарей белая кожа, а у африканцев темная? Так получилось в результате естественного отбора. Дело в том, что если в пустыне окажется человек со светлой кожей, то ее повредит слишком большая доза витамина D, который синтезируется в ней под влиянием солнечной энергии. По этой причине темная кожа африканца — его защита от передозировки. На севере солнца мало, поэтому светлая кожа помогает накапливать витамин D и обеспечивать организм человека необходимым его количеством.

Биологические расхождения между расами ограничиваются этими скромными различиями, они не повлияли на творческие способности людей. Лопарь подчинил свой образ жизни оленьему. Но одновременно с этим он подчинил животное себе: научился готовить из оленины еду, шить одежду, мастерить средства передвижения и предметы искусства. Таким образом, цвет кожи тут не важен: саамы выжили в суровых условиях севера, так же как и человек выжил в ледниковый период благодаря величайшему из изобретений — огню.

Именно огонь считается символом домашнего очага, который Homo sapiens почти тридцать тысяч лет назад начал разжигать в своей пещере. До этого периода человек, или гоминид, очень похожий на него, жил как собиратель и охотник. Почти не осталось материальных памятников этого огромного периода предыстории человечества, которая может быть гораздо более долгой, чем мы предполагаем. Нам приходится довольствоваться памятниками, оставленными доисторическими художниками, жившими в пещере Альтамира в третьем ледниковом периоде. Из этих рисунков следует, что помыслами человека владела охота. Мы видим, из чего состоял его мир, как проходили его дни. В наскальной живописи, возраст которой более двадцати тысяч лет, художники навсегда запечатлели основные универсальные представления охотников о животных, которых он выслеживали и загоняли.

Многие люди задаются вопросом: почему искусство наскальной живописи, столь яркое и выразительное, появилось сравнительно недавно и не получило широкого распространения? Почему древние художники оставили так мало изображений людей? Однако чем больше я размышляю на эту тему, тем чаще прихожу к выводу, что поражает не количество памятников, а то, что они существуют. Понятно, зачем маленький, тщедушный человек, медленный, неловкий и беззащитный, изобрел рубило, кремень, гарпун и копье. Но почему первые же изобретенные человеком предметы, необходимые для выживания, он сразу начал украшать? И почему он рисовал животных на стенах самых сокровенных, недоступных, секретных пещер? Почему подобных росписей нет в тех гротах, в которых он обустраивал свои жилища?

Наскальная живопись последовательно рассказывает о культурной эволюции человека.

Самый распространенный сюжет рисунков, оставленных художниками мадленской культуры, — охота на оленей — был найден в пещерах Лос Кабаллос, ущелье Валторта, расположенном в провинции Кастельон (Восточная Испания). Это доказывает, что лук и стрелы человек изобрел в конце последнего ледникового периода.

Скорее всего, он наделял животное некой волшебной силой. Нет сомнения, что так и было, но магия — это не ответ, это только слово, которое ничего не объясняет. Возможно, человек, изображая животное, получал над ним некую власть? Так что мы будем искать ответ на вопрос: какую силу охотник хотел получить?

В качестве ответа я могу предложить только свою личную точку зрения. Я думаю, что все дело в силе предвидения — художник изображал то, что ему предстояло пережить на охоте. Человек заранее знакомился с опасностями, от которых он пока еще был далек. Когда охотника приводили в темную секретную пещеру и резко освещали изображение бизона, человек оказывался один на один с огромным животным, затем он видел бегущего оленя и надвигающегося кабана. Охотник ощущал одиночество и беззащитность — те чувства, которые он непременно переживет во время охоты. Момент страха заставлял его заранее спланировать, как он будет нападать на этих животных. Таким образом, наскальные рисунки помогали избежать оцепенения, в которое охотник мог бы впасть от страха, и играли роль портала, который позволял заглянуть в мир охоты.

Из сюжетов наскальной росписи, обнаруженной в пещере Альтамира, мы понимаем, что было для человека главным. Я думаю, что силу этому рисунку придает чувство предвкушения будущей охоты, воображение позволило художнику заглянуть вперед.

Рисунок лежащего бизона.

Для нас наскальные рисунки воссоздают жизнь охотника в дальней ретроспективе, мы смотрим через них в далекое прошлое. Для доисторического художника, наоборот, они — взгляд в будущее. В любом случае наскальная живопись пробуждает воображение, заставляя разум выстраивать картины того, что было или будет. Это связано с особенностями человеческого восприятия живописи: глаз видит искусное, но неподвижное изображение предметов на плоской поверхности, мозг фантастическим образом придает им объем и динамику. Таким образом, мы видим то, чего на самом деле не существует!

Искусство и наука основаны на такой особенности человека, которой не обладает ни одно животное. Я говорю о способности людей воображать будущее, планировать свое поведение и заранее продумывать то, как избежать многих опасностей. Это может происходить и в воображении, и когда человек рассматривает картину, и когда он вглядывается в телевизионный экран. Мы как будто смотрим сквозь внутренний телескоп воображения, через который мысленно обозреваем свой прошлый опыт. Художник, создавая картину, как правило, смотрит в будущее, потому что планирует, как она должна выглядеть. Этот взгляд — тоже этап восхождения, культурной эволюции, основанной на расширении границ воображения.

Тот человек, который изобрел оружие, и тот, который написал картину, по сути сделали одно и то же — они воплотили предвидение будущего, опираясь на настоящее. Природа наградила человека многими способностями, но главный из этих даров — умение делать выводы из увиденного и неувиденного, перемещать разум во времени и пространстве, ощущать себя в прошлом, настоящем и будущем. Все это можно прочитать в наскальных рисунках доисторического художника, навечно оставившего на стенах пещеры отпечаток руки, говорящий: «Это мое творение. А я — человек!»

Глава 2. Урожайные сезоны

На протяжении своей истории человечество развивалось неравномерно. Вначале была биологическая эволюция, в результате которой мы отошли от наших далеких обезьяноподобных предков. Она длилась несколько миллионов лет. Ее сменило развитие культуры, целая цепь цивилизаций, отделившая современного человека от сохранившихся до наших дней немногочисленных племен африканских охотников и австралийских собирателей. Однако культурное восхождение человечества свершилось буквально за несколько тысяч лет. Я допускаю, что оно началось не ранее чем двадцать тысяч и не позднее чем десять тысяч лет назад. В книге я буду говорить только об указанном периоде, поскольку именно в это время человек совершил наиболее значимые свои открытия. Между тем различие в длительности между биологической и культурной эволюцией настолько велико, что я не могу оставить этот факт без комментариев.

Биологическое развитие человека длилось по крайней мере два миллиона лет, в течение которых темнокожий австралопитек из Центральной Африки превратился в Homo sapiens. И все же биологически человек развивался быстрее, чем любое другое животное.

Человеку разумному потребовались всего двадцать тысяч лет, чтобы превратиться в человека творческого, гениев, которыми мы восхищаемся, — художников, ученых, зодчих, строителей, читателей и путешественников. Они жаждали исследовать окружающую их среду, понимать собственные эмоции и накопили на этом пути богатый опыт, который сделал их воображение смелее, чем у любого из предков. Надо сказать, что как только он начался, период восхождения человечества прошел в сто раз быстрее, чем биологическая эволюция.

Как только он начался — это главная фраза. Почему культурные изменения, благодаря которым человек стал хозяином Земли, начались так недавно? Двадцать тысяч лет назад человек во всех частях света, которых ему удалось достичь, был собирателем и охотником, и все, до чего он додумался, — это следовать за мигрирующим стадом, как саамы поступают и сегодня. В течение последующих десяти тысячелетий события развивались заметно быстрее: человек приручил некоторых животных и начал культивировать дикорастущие злаки. С этих подвижек началась история первой цивилизации. Живительно, что с момента возникновения культуры до сегодняшнего дня прошло всего двенадцать тысяч лет! Но подобному стремительному развитию способствовала объективная причина — окончание ледникового периода.

Безжизненный снежно-ледниковый ландшафт не слишком привлекает взгляд. Например, в Исландию весна приходит каждый год, но это не становится событием. В Европе, Азии и Африке, долгое время покрытых льдами, все было иначе. Представьте себе: человек, который год за годом ценой огромных усилий пробирался через ледяные торосы и жил, постоянно преодолевая трудности, однажды обнаружил, что льды отступили и его окружают цветущие долины и мирно пасущиеся животные.

С этого времени начался другой этап, который получил название аграрной революции. Но я считаю, что это было событие более крупного масштаба — биологическая революция. Культивирование полевых растений и приручение диких животных напоминало чехарду: то животные одерживали верх над человеком, то он становился победителем в этих долгих и порой смертельно опасных поединках. Наконец, он сумел стать хозяином положения, покорив мир живой и неживой природы — не физически, а интеллектуально. Аграрная революция повлекла за собой мощные социальные преобразования, потому что после долгих скитаний, которые длились несколько миллионов лет, людям пришлось принять знаковое решение: сменить кочевую жизнь на оседлый быт. Едва ли не сложнее всего оказалось преодолеть разногласия и выработать нравственные основы общежития, которые мы называем моралью. Об этой борьбе рассказывается в Ветхом и Новом Заветах, объединенных в Библию. Я считаю, что все дальнейшее развитие цивилизации зиждется на этом решении. Конечно, и в современном мире существуют народы, не принявшие новый образ жизни. В их число входят проживающие в Персии бахтиары, продолжающие кочевать с одного пастбища на другое. Совершите с ними хотя бы одну короткую кочевку, и вы убедитесь: цивилизация не может развиваться на ходу.

История кочевой жизни начинается в глубокой древности. Бахтиары всегда путешествуют в одиночку, стараясь оставаться незамеченными. Как и многие другие кочевые народы, они полагают, что происходят от одного прародителя. Так же и евреи называют себя детьми Израиля или Иакова. Бахтиары считают своим праотцом легендарного пастуха монгольских времен Бахтиара. Легенда об их происхождении начинается так:

Праотец наш — человек-гора Бахтиар. Он вышел из тверди южной гряды в древние времена. Сыновей у него было столько же, сколько скал в горах. Народ, которым он правил, жил в достатке и процветании.

Подобный вечный сюжет эхом повторяется в разных религиях: патриарх Иаков имел двух жен и отработал семь лет пастухом за каждую. Сравните, как эта история звучит в легендах о Бахтиаре:

От первой жены у Бахтиара было семь сыновей, породивших семь ветвей бахтиарского народа. Вторая жена родила ему четырех сыновей. И старшие сыновья брали в жены дочерей из шатров своих дядьев, чтобы ни один из шатров не обезлюдел.

Как и для Израиля его дети, все сыновья Бахтиара были важны для него. И это не прихоть рассказчика (или консультанта по семейным вопросам).

За мифами и легендами кроется многовековая история естественной миграции диких стадных животных. Однако овцы и козы не мигрируют сами по себе. Они были впервые одомашнены около десяти тысяч лет назад. Раньше человек приручил только собаку. Став пастухом, человек взял на себя ответственность за жизнь и сохранность беспомощных живых существ.

Роль женщин в кочевых племенах очень ограниченна. Их главная функция — материнство. По представлениям бахтиаров, очень важно, чтобы в семье появлялись мальчики, потому что рождение нескольких девочек подряд они считают предвестием будущих несчастий и бед. Женщины готовят пищу и шьют одежду, используя способы и приемы своих далеких предков. Бахтиарские жены сегодня, как и десять тысяч лет назад, выпекают пресный хлеб на разогретых камнях. Женщины и девушки едят строго после мужчин. Кроме того, в обязанности женщин входит ежедневная дойка и приготовление густого йогурта из молока, которое взбалтывается в мешке из козьей кожи на примитивной деревянной рамке. Шерсть женщины прядут при помощи самых примитивных приспособлений. Сложные современные устройства для кочевой жизни не годятся. В полевых условиях простота — не дань романтике, а условие выживания. Весь быт должен строиться предельно рационально, чтобы в любой момент семья могла очень быстро собраться и отправиться в путь.

При таком образе жизни никто не станет делать вещь, которая не нужна каждый день в течение долгого времени. Бахтиары не владеют многими ремеслами, потому что им эти навыки никогда не потребуются. Если им нужны кастрюли и казаны, они получат их от оседлых ремесленников в обмен на мясо. Гвозди, стремена, детские игрушки и погремушки бахтиары также приобретают вне племени. Период их оседлой жизни слишком краток, чтобы успеть овладеть какими-либо умениями кроме тех, что необходимы кочевнику. На пастбищах нет места для инноваций, потому что за весь день у бахтиаров не бывает ни одной минуты, чтобы остановиться и придумать новое устройство, идею или мелодию. Единственное, что им остается, — древние привычки их далеких предков, поэтому каждый мальчик мечтает только о том, чтобы стать похожим на отца.

Скучная, монотонная жизнь без затей и придумок. Каждый вечер — конец пути, каждое утро — начало дороги. После восхода солнца в голове у кочевника только одна мысль: сможет ли стадо преодолеть следующий горный перевал? В один прекрасный день придется перейти через перевал Задеку, самый высокий. Узкий, словно бутылочное горлышко, он поднимается на три с половиной тысячи метров над уровнем моря. К нему стекаются все пути кочевников. Дорога, дорога, дорога — и ничего более. Племя должно двигаться, пастухи должны находить новые пастбища каждый день, так как на этой высоте они быстро истощаются.

Каждый год бахтиары дважды преодолевают шесть горных гряд, двигаясь сначала с запада на восток, а затем обратно. Люди идут по снегу и весеннему половодью. Это продолжается почти десять тысяч лет. Только в одном современные бахтиары отличаются от своих праотцов: их скромный скарб погружен на лошадей, ослов и мулов — люди успели их одомашнить за столь долгое время.

Древние кочевники носили вещи на себе. В остальном в их жизни ничего не изменилось. Она осталась такой же скучной и однообразной. Даже усопшие кочевники не обретают постоянного пристанища. (Где покоится прах Бахтиара или Иакова?) Курганы строятся лишь для того, чтобы отметить путь к какому-нибудь важному месту, например Женскому перевалу, через который легче пройти скоту.

Одно из самых серьезных испытаний для бахтиаров — весенняя миграция. Они переносят ее геройски и стоически. Они не ропщут, потому что у них нет выбора. Они обязаны достичь летних пастбищ, на которых смогут остановиться и немного перевести дух, в отличие от сынов Израилевых, у них нет земли обетованной. Глава семьи работал семь лет, подобно Иакову, и сумел согнать в стадо пятьдесят овец и коз. Если во время весенней миграции он потеряет десять животных — дела идут неплохо. Гибель двадцати означает, что этот сезон станет для его семьи очень тяжелым. И так из года в год. И по-прежнему путь будет продолжаться. И по-прежнему — ничего, кроме безграничного векового терпения и смирения.

Никто из кочевников не знает, сумеют ли старики, одолев все перевалы, пройти финальный тест — переправиться через реку Базуфт в период весеннего половодья. На три месяца ее русло за счет притока талых вод становится широким. Переходить эту преграду придется всем — мужчинам, женщинам, детям, отарам овец и коз. Почти сутки они будут переправлять скот. Но это день испытаний, когда юноши становятся мужчинами, ведь выживание стада и семьи зависит от их силы. Пересечь реку Базуфт — это как пересечь Иордан, это посвящение во взрослую жизнь. Один из ярчайших моментов за всю жизнь для молодого человека. Для стариков приходит иное время — время умирать.

Что делать старику, если он не сможет переправиться через реку? Ничего. Он останется на берегу покорно ждать смерти. Только преданная ему старая собака будет звать его. Человек свято следует обычаю кочевников: он пришел к окончанию своего путешествия, которое по сути своей — путь в никуда.

Поворотным моментом в восхождении человечества справедливо считается отказ от кочевого образа жизни. Что заставило людей пойти на такой шаг? Таким способом они, безусловно, проявили человеческие качества — волю и сознание. Однако этот акт во многом загадочен. В конце ледникового периода, когда природа начала приходить в себя после тысячелетий холода, равнины, предгорья и склоны гор на Ближнем Востоке покрылись зарослями дикой пшеницы. Больше всего ее выросло в древнем оазисе Иерихона.

В этой долине люди поселились еще до периода аграрных цивилизаций. Десять тысяч лет назад они с удовольствием собирали осенью урожай дикой пшеницы, но пока не придумали, как посадить ее весной. Мы достоверно знаем, что они изобрели инструменты для жатвы — серпы, сделанные из оленьего рога или кости с острым лезвием из кремния. Такое орудие труда отыскал в 1930 году английский археолог Джон Гарстанг.

Долго сбор дикой пшеницы продолжаться не мог, потому что постоянная жатва снижала урожайность. По этой причине такой образ жизни, получивший в исторической науке название натуфийской цивилизации, завершился довольно быстро. Он стал предвестником и кануном новой эпохи — эры аграрной революции.

Толчком к развитию земледелия в Старом Свете почти наверняка стали две последовательные случайные мутации двух видов полевых растений. До 8000 года до н. э. пшеница в том виде, в каком мы привыкли ее видеть, не встречалась. Она была обычной полевой травой, весьма распространенной на Ближнем Востоке. Из-за какого-то генетического сдвига она скрестилась с коленницей. Форма злака сохранилась, но колоски наполнились крупными семенами коленницы. Такое перекрещивание, должно быть, происходило многократно, поэтому гибрид приобрел устойчивые признаки новой культуры.

Представим, как произошла эта мутация с точки зрения генетики: четырнадцать хромосом дикой пшеницы, соединившись с таким же числом хромосом эгилопса, стали основой новой двадцативосьмихромосомной культуры, которую называют полбой, эммером или пшеницей-двузернянкой. Семена этого гибрида легко распространялись по региону, потому что прикреплялись к крупной легкой шелухе.

Однако урожайность и питательность этого гибрида была низкой. И вновь человечеству повезло: под влиянием неизвестных факторов произошло еще одно случайное перекрещивание полбы с коленницей. Полученный гибрид оказался сорокадвуххромосомным, а оттого более плодородным, с более ценными семенами. Именно они получили название пшеничных зерен, и именно из них люди вот уже несколько тысячелетий пекут хлеб. Это невероятно само по себе, но теперь мы знаем, что пшеница не плодоносила бы, если бы не генетическая мутация одной хромосомы.

Есть и другая странность. Сейчас у пшеницы прекрасный колос, но ее семена не разлетятся по ветру так как их непросто освободить. Если я разобью оболочку колоса, легкую солому унесет ветер, а все зерна упадут прямо туда, где выросли. Позвольте напомнить, что совсем не так обстоят дела с дикой пшеницей и полбой. Колосья дикой пшеницы и полбы не были плотными, поэтому семена легко разносились ветром. Пшеница утратила такую способность. Внезапно человек и растение сошлись вместе. Они были словно созданы друг для друга. Человек выжил благодаря пшенице, пшеница сохранилась потому, что человек научился ее выращивать: стал собирать колосья, разбивать их и сеять семена. Без его помощи пшеница не вырастает. Человек и растение обусловили существование друг друга. Такое зарождение цивилизации стало настоящим чудом, которое воссоздал основоположник генетики, биолог, ботаник, монах-августинец и аббат Грегор Иоганн Мендель.

Счастливое совпадение положило начало сельскому хозяйству. В Старом Свете это произошло (конечно, не в один момент) около десяти тысяч лет назад на щедрых землях Ближнего Востока, названных Плодородным полумесяцем. Почти наверняка сельское хозяйство изобретали и в Новом Свете, потому что теперь кукуруза нужна человеку не меньше, чем пшеница. Да и на Ближнем Востоке оно возникало и на горных склонах, и в предгорьях, и за Иерихоном. Иначе говоря, раньше или позже, но люди начали заниматься сельским хозяйством в разных концах света.

Вскрытые раскопками культурные слои большого холма, скрывавшего город, показали, что Иерихон появился раньше, чем была написана Библия.

Фрагмент раскопок холма в оазисе Иерихон: грунт представляет собой смесь раковин каури, человеческих черепов и земли. Крепостную стену венчала башня. Возраст постройки — 7 тыс. до н. э. Внутри башни — пустое пространство, чтобы сохранить ее форму, стены недавно укрепили современной сеткой-рабицей.

Тем не менее Иерихон имеет ряд особенностей, которые делают этот оазис и выстроенный рядом с ним город уникальными и наделяют его символическим значением. Во-первых, как установлено археологами, этот регион был освоен людьми задолго до библейских времен. Человек поселился на его землях, потому что здесь, в этом оазисе, расположенном на самом краю пустыни, была пресная вода и росла пшеница. К новому образу жизни ревниво присматривались бедуины. Сюда Иисус Навин, выполняя волю Бога, привел израильтян и назвал оазис землей обетованной. Вода и пшеница — вот две вещи, которые создали цивилизацию, представленную в мифах тучной пашней с молочными реками и кисельными берегами. Благодаря воде и пшенице на пустом бесплодном склоне люди сумели построить самый старый город в мире.

Очень скоро Иерихон превратился в богатое поселение. Конечно, образ жизни поселенцев стал предметом зависти для остальных, поэтому пришлось превратить город в крепость. Чтобы быть все время начеку, девять тысяч лет назад его жители выстроили огромную круглую башню. Ее диаметр у основания — более девяти метров. Для устойчивости ее заглубили в грунт примерно на те же девять метров. Современные ученые, проводившие раскопки рядом с этим грандиозным сооружением, обнаружили множество культурных слоев. Каждый из них — немое свидетельство той или иной эпохи. В их числе ранняя керамика, аграрная революция, ранние медный и бронзовый века, а также многие и многие другие. Люди раз за разом приходили, чтобы захватить город, завоевывали его, и в конечном итоге Иерихон был разрушен. До начала раскопок его покрывал грунт толщиной без малого четырнадцать метров. Число набегов на город было столь велико, что, погружаясь буквально на каждую треть метра, ученые обнаруживали следы нового завоевателя.

По этой причине Иерихон представляет собой микрокосм истории, или, иначе говоря, развитие цивилизации в миниатюре. Наверняка скоро будут найдены и другие важные объекты, которые перевернут наши представления о начале восхождения человека. Тем не менее Иерихон не утратит в их ряду своего значения, потому что трудно отыскать столь глубокий по мысли и столь выразительный по эмоциональному наполнению памятник истории культуры. В молодости я считал, что превосходство человека основывалось на том, что он подчинил себе окружающую среду. Теперь, прожив больше половины жизни, я вижу, что настоящее превосходство происходит от понимания жизни и способности эту среду формировать. Доказательство тому — рассказанная мною история о том, как человек приспособил условия жизни в оазисе Иерихон к своим потребностям: он пришел на землю Плодородного полумесяца, придумал, как приручить животных и вырастить пшеницу, обучаясь всему этому у природы. В 1950-х годах внутренние помещения городской башни обследовала Кэтлин Кеньон, специалист по библейской археологии из Англии, и обнаружила, что строение полое. Для меня эта башня — лестница в небо, своего рода стержневой корень и одновременно глазок, позволяющий увидеть основу цивилизации. Взгляд через этот глазок свидетельствует, что основа цивилизации не физический мир, а живое существо.

Иерихон оставался большим земледельческим поселением вплоть до 6 тыс. до н. э. По оценке Кэтлин Кеньон, его площадь составляла более двадцати гектаров, на которых проживало не менее трех тысяч человек. Женщины, используя каменные орудия, выращивали пшеницу. Мужчины были заняты производством кирпичей, строили дома, башню и крепостные стены. Поставленное на широкую ногу местное производство саманного строительного материала считается одним из самых ранних в мире. На кирпичах до сих пор сохранились отпечатки пальцев. Эти занятия свидетельствуют, что жители вели оседлый образ жизни. Кроме того, у них абсолютно иное отношение к усопшим. Они сохраняли черепа некоторых предков и покрывали их сложными рисунками. Для чего это сделано — никто не знает. Скорее всего, черепа были атрибутом неизвестного нам священного действия.

Как человек, воспитанный на Ветхом Завете, я просто не могу закрыть тему Иерихона, не получив ответа на два вопроса. Занимал ли Иисус Навин этот город? Способны ли крепостные стены разрушиться сами? Перечисленные мной вопросы до сих пор приводят к Иерихону людей, жаждущих прикоснуться к легенде. На первый вопрос есть простой ответ: да. Израильтяне очень хотели поселиться на землях Плодородного полумесяца. Иерихон служил надежным заслоном для любых завоевателей. По этой причине сынам Израилевым пришлось собрать все свои силы, чтобы сломить сопротивление его жителей. Согласно Библии, около 1400 года до н. э. Иисус Навин, посуху перейдя Иордан (его воды расступились перед правителем еврейского народа), легко вошел в город, потому что надежные стены крепости рухнули перед израильтянами. Текст Священного Писания был создан около 700 года до н. э., то есть эти события описаны спустя 700 лет после того, как происходили.

Но разве стены могут без причины разрушиться? Мы этого не знаем. По крайней мере, не найдено никаких археологических свидетельств того, что все крепостные стены в один момент превратились в руины. Вместе с тем их достаточно часто приходилось восстанавливать. Например, в бронзовый век многие стены ремонтировались не менее шестнадцати раз, потому что Иерихон расположен в регионе, где небольшие подземные толчки фиксируют чуть ли не каждый день, а серьезные землетрясения случаются не реже четырех раз в сто лет. Правда, понять, почему это происходит, мы смогли только недавно. Красное и Мертвое моря расположены вдоль тектонического разлома, который начинается в Великой рифтовой долине Восточной Африки. Это выглядит так: два огромных фрагмента земной коры, которые несут на себе материки, плавают на плотной мантии Земли, периодически задевая друг друга. Как только происходит столкновение, оно немедленно отзывается сильным землетрясением, волна которого прокатывается снизу вверх. Чаще всего эти катастрофы происходят у раскола, скрытого водами Мертвого моря. На мой взгляд, все чудесные события, описанные в Библии (отступившие воды Красного моря и Иордана, а также падающие стены Иерихона), связаны с этим фактором.

Кстати сказать, Библия — весьма любопытный источник, составленный из фольклорных рассказов и летописей. История всегда пишется победителями, поэтому израильтяне, захватив земли Плодородного полумесяца, стали главными действующими лицами сочиненных ими сюжетов. Библия — их книга, повествующая о людях, которые должны были отказаться от кочевого образа жизни и скотоводства и стать оседлыми аграриями.

На первый взгляд сельское хозяйство и животноводство представляются очень простыми и примитивными занятиями. Однако натуфийский серп демонстрирует, что и в этих областях человек способен проявить свое творческое начало, потому что каждый этап окультуривания растений или приручения скота знаменуют изобретения, на которых в дальнейшем будут строиться научные принципы. Все эти материалы, инструменты и устройства — игла, шило, горшок, жаровня, лопата, гвоздь, винт, веревка, жгут, гибкая трубка, узел, ткацкий станок, кнопка, крючок, обувь и многие другие — сделаны руками человека. Каждое из них, пусть даже самое маленькое и незаметное, было гениальным прозрением, не менее важным в восхождении человека, чем сложный понятийный аппарат в ядерной физике.

Каждое из них, пусть даже самое маленькое и незаметное, было гениальным прозрением, не менее важным в восхождении человека, чем сложный понятийный аппарат в ядерной физике.

Плотник, распиливающий деревянную деталь. Греция, VI век до н. э. Глина, покрытая лаком. Шумерская культура, 2400 год до н. э. Хлебопекарная печь с лепешками. Глиняная модель. Греческие острова, VII век до н. э.

Значимость мелочи осознаешь, когда ее не оказывается под рукой. В этом смысле культура, сохраняющая в своих анналах всю совокупность изобретений и различные варианты их взаимодействия, преумножает идеи, потому что каждое новое открытие увеличивает силу остальных, ускоряя развитие цивилизации.

Оседлое земледелие подарило человечеству технологии, из которых в будущем произошла вся физика, вся наука. Одно из самых интересных изобретений — серп. На первый взгляд натуфийский инструмент 9 тыс. до н. э., придуманный земледельцами, мало отличается от аналогичного приспособления 10 тыс. до н. э., которым пользовались собиратели. Однако присмотримся к нему внимательнее. Серп для жатвы пшеницы имеет волнообразную режущую кромку, чтобы лезвие не скользило по стеблю и не разрезало колос. Таким способом изобретатель этого инструмента предотвратил потерю зерна во время уборки урожая. Подобным лезвием снабжены ножи для сбора кукурузы. Такой же серп я видел в детстве, когда накануне Первой мировой войны наблюдал за работой крестьянок. Когда раз за разом обнаруживаешь такие технологии и знания в каждой области сельского хозяйства, невольно задумаешься: может, это идеи находят людей, а не наоборот?

Самое значительное открытие времен первоначального сельского хозяйства, конечно, плуг. Конструктивно он представляет собой клин, разрезающий верхний слой почвы. Такой принцип механики — принцип рычага — крайне важное изобретение. Его начал активно использовать Архимед, сказавший, что, имея точку опоры, он сможет перевернуть мир. Однако древнегреческий математик, физик и изобретатель не был изобретателем рычага, потому что за тысячи лет до него безызвестный доисторический ближневосточный пахарь заявил: «Дайте мне рычаг, и я накормлю всех жителей земли!»

Замечу, что немного позже сельское хозяйство было придумано еще раз. На сей раз местом его появления стала Америка. Если ближневосточные крестьяне, жившие в долине, приручили и активно использовали тягловый скот, то аграрию из Нового Света, обрабатывающему землю на крутых горных склонах, к которым вели узкие дороги-серпантины, эти животные не подошли, а значит, ему не потребовались ни плуг, ни колесо. Он, рассчитывая только на свои силы и помощь лам, изобрел лопату и мешок, обойдясь даже без гончарного круга.

Самые древние колеса датируются 3000 годом до н. э. и были найдены на юге современной России. Каждое из них полностью сделано из дерева, имеет обод, ступицу для центральной оси и отходящие от нее лучи-спицы. Такое колесо напоминает дно корзины. С этой конструкции начинается его долгое существование в двух ипостасях. В первую очередь колесо становится символом простого кругового или поворотного движения. Круглые жернова используют для помола пшеницы. Вращают их тягловые животные или же сила ветра или воды. Затем, понаблюдав за движением колеса, люди пришли к выводу, что оно объясняет многие непонятные тогда явления — например, перемещение солнца по небосводу. Да и само небо, по сути, огромное колесо. Вспомним, что греки и вавилоняне представляли вращение небесных тел, размещая их внутри большого колеса. В современной науке естественное (невозмущенное) движение всегда идет по прямой, но для греков его траектория — круг.

В то время, когда Иисус Навин штурмовал Иерихон (примерно 1400 год до н. э.), шумерские и ассирийские инженеры-механики применили колесо в ирригационных системах: с его помощью подавали воду из русла реки в искусственные каналы. В персидских пейзажах вертикальные колодцы существуют до сих пор. Они уходят в глубину на 92 метра до уровня, где вода не испаряется. Трудно себе представить, что эти системы существуют три тысячи лет и что уже тогда женщины Хузестана пользовались водопроводом, который в арабском мире называли кяризом.

Создание водопровода свидетельствует о том, что наряду с сельскохозяйственными поселениями начинала формироваться городская цивилизация. А значит, должны были появиться законы, регулирующие права на землю и пользование водными ресурсами, а также иные общественные отношения. При оседлом образе жизни подобные правила имеют совсем иное значение, нежели уставы кочевых сообществ, предусматривающие ответственность за кражу овцы или козы. По мере того как складывалась городская структура, упорядочивались многие процессы, от которых зависело благополучие общества в целом: доступ к земле, содержание и контроль водопровода, правила торговли и обмена.

Благодаря всему этому развивались ремесла, а ремесленники могли заняться изобретательством. Они открыли основные принципы механики, которые и сегодня применяют в сложных инструментах. Классическим примером считается созданный на Ближнем Востоке токарный станок с приводным механизмом, основанном на принципе натяжения тетивы лука. Конструкция гениальна и проста: деревянная деталь закреплялась на станине, вокруг нее оборачивали тетиву, слабо натянутую на лук, затем один человек вращал деталь, покачивая лук, другой брал в руки стамеску и снимал с заготовки нужный слой стружки.

Этот простой станок пережил многие тысячелетия, и в 1945 году в Англии я видел, как цыгане, пользуясь подобным механизмом, делали ножки для стульев.

Токарный станок с лучковым приводом — классическая модель станка, работающего на принципе линейно-поворотного движения.

В середине XIX века плотники Центральной Индии активно использовали токарный станок с лучковым приводом.

Любая машина представляет собой устройство для укрощения природной силы — будь то простое веретено бахтиарской женщины или ядерный реактор. На определенном этапе они начали вырабатывать слишком много энергии, поэтому, похоже, в современном мире машины являются для человека серьезным источником угрозы.

Решение проблемы, как мне представляется, зависит от количества вырабатываемой машиной энергии, поэтому нам придется найти ответ на вопрос: как человеку подчинить себе мощь, во много раз превосходящую его собственную? Оглянемся на историю человечества. Люди столкнулись с подобной проблемой, когда впервые запрягли коня. В этом смысле неважно, с какой силой мы имеем дело — с животным или ядерной реакцией. Человек руководствуется одним и тем же принципом — научиться использовать ровно столько энергии, сколько необходимо. Поэтому рассмотрим, как человек сумел приручить дикую лошадь.

Тягловая сила потребовалась людям в сельском хозяйстве, поэтому одомашнивание диких животных стало неотъемлемой частью их биологической эволюции. Процесс шел в строгом порядке. Сначала, вероятнее всего, в 10 тыс. до н. э. к человеку прибилась собака. Позже он сумел приручить и надежно включить в свою пищевую цепочку козу и овцу. Затем возле человека появился онагр (вид дикого осла). В жизни, не связанной с сельским хозяйством, его силы не нужны, но для крестьянина это животное было крайне необходимо.

Удивительно, что аграрная община, которая выращивала злаки, решилась потратить на корм животным часть урожая, ведь он давался людям очень тяжелым трудом. Особенно замечательно, что вслед за ослом люди привели в дом дикого вола и обращались со скотом очень аккуратно и внимательно. В Ветхом Завете можно увидеть призывы к тому, чтобы, например, не запрягать вместе вола и осла, потому что эти животные работают по-разному. Около пяти тысяч лет назад рядом с человеком появляется конь, аппетит и сила которого несопоставимы ни с ослиными, ни с воловьими. Лошадь становится для человека источником реальной угрозы.

Сначала лошадь впрягали вместо волов в крестьянские повозки и колесницы правителей.

Около 2 тыс. до н. э. люди обнаружили, что на ней можно ездить верхом, — открытие, сопоставимое по значимости с началом эры воздухоплавания. Конечно, пришлось начать выращивать более крупных особей, которых не было у крестьян. Разведением лошадей занялись кочевые племена из Средней Азии, Персии, Афганистана, представителей которых я стану называть скифами, используя эти слова в качестве собирательного названия нового, агрессивного, а оттого пугающего народа.

В первую очередь устрашающе выглядело то, что верхом на коне отгонщик скота высоко поднимался над другими. В то время как крестьянин культивировал растения и приручал животных исключительно для практической пользы, появление верховой езды было скорее символическим актом — человек подчинил себе природу.

Вспомним, как напуганы были аборигены Перу когда в 1532 году впервые увидели конкистадоров, восседавших верхом на конях. Задолго до того скифы наводили ужас на жителей тех стран, где не знали верховой езды. Эллины решили, что перед ними неизвестное существо, и придумали легенду о кентавре, которого опасались и перед которым благоговели.

Когда греки впервые увидели скифских всадников, они подумали, что лошадь и человек — одно живое существо. Так появилась легенда о кентавре.

Кентавры и воины. Сюжет росписи греческой вазы. Ок. 560 года до н. э.

Другой получеловек из древнегреческих мифов — сатир — изначально имел лошадиные, а не козлиные ноги. Все это говорит о том, как сильно встревожили эллинов пришельцы с Востока.

Только представьте себе, как сильно впечатляло это зрелище, — слишком велика была разница между средним человеческим ростом и высотой всадника. Такой страх можно сравнить с паникой, какую испытали поляки 1 сентября 1939 года, когда в их страну стремительно вошли танки, сметая все на своем пути. Я считаю, что важность приручения лошади в европейской истории осталась недооцененной. В определенной степени лошадь стала толчком к началу войн, которые вели кочевники — гунны, фригийцы, скифы и всадники Чингисхана. Именно эти народы разработали тактику и стратегию боя. Они вступали в сражения так, словно начинали жестокую игру.

Военные очень любят играть в подобные игры, потому что в процессе состязаний они нарабатывают тактические приемы, которые зависят от быстроты и неожиданности маневра, оперативности связи и прочих моментов, определяющих искусство битвы. Некоторые игры, пришедшие к нам в то время из Азии, сохранились до сегодняшнего времени (например, шахматы и поло). Стратегию победителей подробно описывают и изучают. В арабском мире и нынче играют в игру под названием бузкаши, которая сохранила все признаки тех придуманных скифами единоборств всадников.

Игроки в бузкаши — профессионалы, они заняты совершенствованием своей спортивной формы и подготовкой лошадей. Их единственная цель — победа. В 1960-х годах игра была реконструирована, хотя до этого времени в нее не играли двадцать или тридцать лет. Сегодня на большие праздничные игры собирается до трехсот представителей разных племен.

Бузкаши — не командная игра. Победа засчитывается конкретному игроку, поэтому любители бузкаши помнят имена победителей. Руководит игрой, не принимая в ней участия, обязательно один из них. Он отдает приказы через глашатая, тоже бывшего участника этого единоборства, хотя и менее титулованного. Вместо мяча используют обезглавленную тушу теленка или козла. Такая жутковатая игрушка свидетельствует о том, что игру придумали скотоводы. Вес теленка составляет без малого 30 килограммов. Победителем признают того, кто сначала с теленком в руках войдет в зону и сумеет объехать ограничительный столб, отмеченный флагом, а затем, не выпуская из рук снаряд, сможет вернуться в круг, который считается домом игрока.

Соревнование ведется только ради победы. Однако это нельзя назвать спортом, потому что игроки понятия не имеют о правилах и честной игре. Основной тактический прием — смять соперника любой ценой. Глядя на эти состязания, понимаешь, почему скифские и монгольские всадники легко одерживали победы, — они отрабатывали свое мастерство в беспощадной игре, полной маневров и военных хитростей.

Кроме того, очень важен еще один момент: во время игры публика очень эмоциональна, а игроки, напротив, хладнокровны и полны решимости. Они не поддаются азарту игры, не реагируют на выпады соперников, потому что они нацелены только на победу. Только после окончания состязаний победитель проявит эмоции. Он обязательно подойдет к тому, кто руководил игрой, и публично попросит прощения за жестокие и нечестные поступки, которые совершил по отношению к другим на пути к победе. Приятно осознавать, что таким способом он искупает свою вину.

Бузкаши — военная игра, потому что всадники используют приемы выездки, которые применяются во время реального боя. Каждый участник демонстрирует культуру завоевателя, он ощущает себя великим героем, поэтому несется на своем коне, как вихрь. Однако эта буря пустая, она не приносит культуре ничего, потому что любой захватчик — Чингисхан, Сталин, Гитлер или кто-то другой — не создает новой вещи или идеи, он уничтожает труды других людей. Сопоставляя два образа жизни, приходишь к выводу, что цивилизацию создают только оседлые народы.

Завершая вторую главу, посвященную исследованию конфликта между кочевыми и оседлыми племенами, расскажу о высшей ступени развития первой культуры, которая прекратилась в небольшом поселении Сольтание в Персии, расположенном на негостеприимном плато. Дело в том, что земледелие, придуманное двенадцать тысяч лет назад человеком, отнюдь не означало, что оседлый образ жизни однозначно одержал победу над кочевым. Наоборот, одомашнивание тягловых животных придало новый импульс кочевой экономике. Получив от крестьянина прирученного коня, орды Чингисхана сумели объединиться в государство и подчинить себе Китай, мусульманские государства и дойти до ворот Центральной Европы.

Чингисхан был кочевником и изобретателем мощной военной машины, поэтому поговорим о нем подробнее, чтобы понять причины происхождения войн в истории человечества. Конечно, очень заманчиво закрыть глаза на факты, отказаться от серьезного анализа и провозгласить, что человеком во время войны руководит животный инстинкт, которому подчиняется тигр, убивая жертву или малиновка, которая гибнет, защищая гнездо с птенцами. Но война — слишком организованное действо для инстинкта. Она — очень хорошо спланированная форма коллективного разбоя, грабежа и воровства. Первыми похитителями стали кочевники, которые десять тысяч лет назад пришли отобрать у крестьян выращенный и собранный ими урожай пшеницы. Так, как это сделали сыны Израилевы, вторгнувшись в город-крепость Иерихон. С таких конфликтов стоит начать отсчет войн.

Чингисхан и его преемники разрушили то, что оседлые народы накапливали тысячелетиями. В XIII–XIV веках они совершили последнюю попытку установить верховенство грабителя, который ничего не производит, а приходит отобрать плоды упорных трудов у беззащитного крестьянина, которому некуда бежать.

Тем не менее эта попытка провалилась, потому что в конце концов у кочевников не осталось иного выбора, кроме как перенять образ жизни тех, кого они завоевывали. Покорив мусульман, они приняли ислам. Захватив деревни и города, они поселились в них, потому что разбой и война не постоянное состояние, они не могут длиться вечно. Конечно, Чингисхан и после смерти вдохновлял татаро-монгольских всадников на новые завоевания. Однако его внук Хубилай решил завершить поход, начатый предком, и поселиться в своей летней резиденции, выстроенной в городе Ксанаду (Шанду). Помните, как в стихотворении Кольриджа:

В стране Ксанад благословенной Дворец построил Кубла Хан.

Представитель пятого колена наследников Чингисхана султан Олджейту построил на пустынном плато большую новую столицу — Сольтание. Основной достопримечательностью города считается Мавзолей, который называют образцом большого мусульманского стиля. Олдейту был либеральным правителем, поэтому разрешал жить в городе людям, приехавшим со всех концов света. За недолгую по современным меркам жизнь (1262–1316) он успел побывать христианином, буддистом и мусульманином. Главная заслуга султана заключается в том, что он попытался примирить все эти религии. Его можно назвать единственным кочевником, который был полезен цивилизации: собрав духовные знания из четырех мировых культур, он взял лучшее от каждой из них и оставил человечеству. Завещание Олджейту заняло достойное место во всемирной сокровищнице знаний.

Ирония судьбы заключается в том, что этого монгольского кочевника после смерти называли Олджейту-строитель, потому что именно он подытожил длительный процесс формирования оседлого образа жизни и сельского хозяйства. Эти перемены стали заметными шагами в восхождении человека, потому что в очередной раз подняли планку стремлений. На сей раз символом гармонии, который принесет плоды в отдаленном будущем, стало строительство городов.

Глава 3. Каменная кладка

Вот, прекратив пылающих колес

Вращенье, взял Он циркуль золотой,

Изделие Господних мастерских,

Чтоб рубежи Вселенной очертить,

И прочих созидаемых вещей,

И, в центре острие установив,

Другим концом обвел в кромешной тьме

Безбрежной бездны — круг, и повелел:

— До сей черты отныне, мир, прострись!

Твоя окружность и граница — здесь![4]

Мильтон. Потерянный рай, книга VII

Сотворение мира, описанное Джоном Мильтоном и Уильямом Блейком, происходило по Божьей воле, причем Создатель работал циркулем. Однако это чрезмерно статичное представление. За четыре миллиарда лет существования Земли ее внешние формы неоднократно претерпевали различные трансформации. В толще земных слоев происходили внутренние процессы, которые поднимали и смещали внешние водные и грунтовые образования (горы, долины, реки, океаны). Так формировался рельеф, который затем выжигали солнечные лучи, смывали дожди, снега, бури, шторма и прочие агрессивные внешние факторы. Архитектором в этом случае выступала природа.

Человек также начал менять окружающий его мир. Однако, не обладая мощью природы, он стал действовать вдумчиво и избирательно. Иначе говоря, люди подошли к делу с умом.

В этой главе мы отследим феномен формирования городов на примере ряда фактов из истории американской культуры, которая моложе европейской и азиатской. В первой главе мы побывали в Экваториальной Африке, на нашей исторической родине. Во второй — на Ближнем Востоке, потому что именно здесь зародилась цивилизация. Теперь пришло время посетить другие континенты, чтобы посмотреть на другие достижения человечества.

Каньон-де-Шей в Аризоне сегодня представляет собой мертвую, потерянную долину. Некогда здесь в течение двух тысяч лет — дольше, чем в любом другом районе Америки, — селились разные индейские племена. Сэр Томас Браун, описывая быт этих народностей, сказал однажды: «Охотники выросли в Америке, их умения основаны на воспоминании об опыте первых персидских добытчиков». Охотничьи племена повторяли первые шаги жителей Плодородного полумесяца на пути к Восхождению человечества и достигли на этом пути таких же успехов, что и их ближневосточные предшественники.

Почему цивилизация в Новом Свете стала развиваться много позже, чем в Старом? Очевидно, потому, что человек появился в Америке много позже, но до изобретения лодок, каноэ и других маломерных судов. Этот факт говорит о том, что он пришел, посуху преодолев Берингов пролив через широкий мост, который сформировался по время последнего ледникового периода. Гляциологические доказательства указывают на два вероятных периода, когда люди могли совершать переходы из Сибири до Аляски: в 28–23 тыс. до н. э. либо в 14–10 тыс. до н. э. Затем обильные талые воды, хлынувшие гигантскими потоками в последний ледниковый период, подняли уровень моря на сотни метров и навсегда закрыли этот путь.

Из этого следует, что человек пришел из Азии в Америку не позднее 10 тыс. до н. э. и не раньше 30 тыс. до н. э. Исследование археологических находок доказывает, что переход не совершался массово и единовременно. Было по крайней мере два больших потока переселенцев. Я же считаю, что наиболее ярко, тонко и убедительно этот факт доказывает биологический аргумент.

Установлено, что группы крови у индейцев Северной и Южной Америки не включают всех типов, которые встречаются у народов, живущих на других континентах. Более внимательное изучение родословной индейцев раскрывает этот неожиданный биологический феномен. Группа крови передается по наследству, являясь своеобразной генетической летописью определенного сообщества. У американских аборигенов нет второй и третьей групп крови, а значит, их не было и у их предков. В жилах южно- и центральноамериканских индейцев и некоторых племен, живущих в Северной Америке, течет кровь первой группы. У других народностей (сиу, чиппева, пуэбло) первая группа крови на 10–15 % разбавлена второй.

Я предполагаю, что в один поток миграции на американский континент пришли обладатели первой группы крови. Они расселились в Южной и Центральной Америке. Во второй волне шли носители первой и второй групп. Южные земли уже были заняты, и представителям этой волны пришлось уйти на север.

Такое расселение народов подтверждается развитием американской цивилизации в Каньоне-де-Шей. Кукурузу в Центральной и Южной Америке выращивали уже долгое время, но здесь ее стали культивировать только после начала нашей эры. Первые столетия люди жили очень просто, селились в пещерах. Примерно в V веке они научились обжигать глину делать черепицу и кирпич-сырец. Тогда они заменили одну стену пещеры кирпичной, а крышу покрыли черепицей. Только в I тыс. пуэбло начали строить дома, используя каменную кладку.

Я разделяю примитивное строительство и архитектуру, основанную на сборке из частей. Разница видна особенно хорошо, если рассмотреть глинобитный дом и здание, возведенное из кирпича. Мы увидим еще один этап культурного восхождения: чтобы выстроить сооружение из камня и кирпича, человеку пришлось научиться расщеплять, раскалывать, вырубать и анализировать.

Действительно, сначала люди попробовали простой и естественный материал: они научились лепить из глины фигурки, чашки и даже стены домов. На первый взгляд кажется, что это природные формы. На самом деле нет — они рукотворные, придуманные человеком. Основными инструментами были его ладони и пальцы, поэтому каждое глиняное изделие — будь то чашка, блюдо или стена глинобитного дома — хранит форму и тепло человеческих рук.

Более твердые материалы обработать голыми руками не получится. Например, чтобы расколоть или распилить дерево или вырубить что-то из камня, людям необходимы специальные инструменты. И человек их придумал, чтобы преодолеть сопротивление мрамора, туфа или гранита, обработать поверхность твердой горной породы. Но этому предшествовала долгая работа интеллекта, результатом которой стало очередное изобретение. Люди народности пуэбло обнаружили, что долину, в которой они проживали, окружают скалы из красного песчаника. Его горизонтальные слои хорошо подходили для выработки. Такую же геологическую структуру имели горы, окружающие Каньон-де-Шей.

Инструменты для обработки камня человек придумал в глубокой древности. В зависимости от твердости материала его либо рубили, либо резали, заранее наметив форму детали. Вполне вероятно, что идея обработать булыжник пришла в момент, когда доисторический мастер рубил дерево, которое очень просто расщепить вдоль волокон, но достаточно сложно разрезать поперек. С обработки твердых предметов началось постижение человеком природы вещей — он осознал, что каждый предмет имеет определенную структуру. С этого момента можно вести отсчет истории инструментов, которыми люди стали пользоваться для создания различных форм, скрытых в исходном материале. Научившись обрабатывать минералы, человечество приблизилось к постижению тайных законов природы.

Понимание структуры материи — это краеугольный камень для изучения природы. Скрытая под внешней оболочкой структура, которую сумел понять человек, дала ему возможность разделять предметы на части, а затем собирать их в совершенно иных комбинациях. Именно с этого шага начинается теоретическая наука. Кроме того, выявленные законы природы стали для людей правилами, по которым они начали объединяться в различные сообщества.

Мы, человеческие существа, объединяемся в семьи, родственные группы, кланы, племена и нации. Доминирует здесь чувство иерархии, пирамиды, в которой слой накладывается на слой. Через призму того же подхода мы смотрим на все явления природы, понимая, что элементарные частицы соединяются в атомы, которые группируются в молекулы, те — в нуклеотиды, а затем — в аминокислоты. Последние в конечном итоге соединяются в белки.

Каньон-де-Шей в период расцвета представляет собой своего рода культурную модель мира. Народ пуэбло в начале первого тысячелетия отстроил здесь, на площади двух-трех гектаров, город, в котором располагались более четырехсот скальных жилищ с террасами на пять-шесть ярусов. Верхние этажи были углублены в скалу, нижние выступали в долину или нависали над обрывами. Люди продемонстрировали не только тонкое понимание природы камня, они установили новый тип общественных отношений, которые затем стали основой городского уклада жизни.

Из камней была сделана стена, из стен — собран дом, дома образовали улицы, а улицы — город, поэтому поселение пуэбло не стало бессмысленным нагромождением булыжников и плит известняка, среди которых хаотично слонялись массы людей. Они, отступив от деревенского уклада, создали новый, городской тип общественного существования, основанный на разделении труда и подчиненности. Это остро ощущаешь, когда бродишь по улицам города, которого никто из нас не видел, выстроенного представителями культуры, которая исчезла.

Улицы города, которого никто из нас не видел, где жили представители культуры, исчезнувшей навсегда.

Каменную кладку инков легко узнать по отсутствию швов и мягким очертаниям поверхности камней.

Я имею в виду город Мачу-Пикчу, расположенный в южноамериканских высокогорных Андах. Вершины здесь поднимаются на две с половиной тысячи метров над уровнем моря. Мачу-Пикчу был построен около 1500 года или чуть раньше — почти в то самое время, когда Христофор Колумб достиг берегов Вест-Индии. Планировка этого города считается высшим достижением народа, отстроившего его. Когда в 1532 году испанские конкистадоры захватили и разграбили Перу, они как-то упустили из виду Мачу-Пикчу и другие аналогичные поселения аборигенов. На город наткнулся в 1911 году Хайрам Бингем, молодой археолог из Йельского университета. Люди ушли из поселения несколькими столетиями раньше и унесли с собой все, что смогли. Однако архитектурное решение этого города напоминает структуру любой городской цивилизации, когда-либо существовавшей на земле.

Мачу-Пикчу был удален от остальных городов и в нем занимались сельским хозяйством, о чем свидетельствуют хорошо разработанные террасы. Конечно, сегодня на них не растет ничего, кроме сорной травы, но когда-то на этих импровизированных грядах выращивали картофель (исконная культура Перу) и кукурузу которую завезли в страну с севера континента. Кроме того, город имел церемониальный статус: когда инки нашли место для его постройки, среди обильного тропического разнотравья особо выделялась кока — пьянящая трава, жевать которую тогда разрешалось только представителям аристократии. Сегодня из нее получают кокаин.

В центре террас — системы орошения. Они представляют собой каналы и акведуки, которые через большие овраги ведут к пустыне, расположенной на берегах Тихого океана. Искусственный полив, устроенный инками, превратил эту безжизненную местность в цветущий оазис. Таким образом, цивилизация инков, равно как и культура ближневосточных народов, живших на землях Плодородного полумесяца, была построена на контроле над орошением.

Чтобы проходящие под городом инженерные сети работали бесперебойно, нужна сильная централизованная власть. Так было в Месопотамии и Египте. Также строили свое государство инки. Между всеми индейскими городами существовала хорошо отлаженная связь, пользуясь которой правители могли невидимо присутствовать в каждом из них, отдавать распоряжения и получать достоверную информацию о положении дел в стране. Власть держалась на трех важных социальных изобретениях — дорогах, мостах и системе оповещения. Все они сходились в Мачу-Пикчу который был императорской резиденцией, пока в нем жили инки. То, как строятся эти сооружения и системы, отличает одно государство от другого.

В любой стране дорог, мосты и связь считаются стратегическими объектами, для развития которых всегда привлекают самых талантливых изобретателей и инженеров. Если из инфраструктуры государства выпадает хоть одно звено, то власть теряет способность управлять страной, поэтому захват средств сообщения всегда остается главной целью мятежников. Инки тратили очень много времени на содержание дорог, мостов и связи в отличном состоянии. Тем не менее по дорогам не ездили повозки с колесами, под мостами не было арок и не было письменности. К 1500-м годам инки не сделали этих открытий, потому что американская цивилизация началась гораздо позднее, чем в странах Старого Света, и была завоевана прежде, чем успела достичь европейского уровня.

Кажется странным, что строительство, которое потребовало от людей умения перетаскивать на опорных катках огромные каменные плиты и перекидывать через ущелья навесные мосты, не привело к изобретению колеса и арки. Однако мы забываем, что и то и другое предполагает понимание радиальной структуры и несущей оси. Не меньше удивляет факт отсутствия письменности у народа, который вел тщательные подсчеты всего и вся. Но стоит помнить, что в массе своей инки были безграмотны, как испанские конкистадоры, свергшие их, или современные беднейшие племена.

Единица числовой информации инков представляет собой узелок на отрезке веревки, которая вплеталась в общую сеть, называемую кипу. Числа были выстроены в десятичной системе. Как математик я бы хотел сказать, что числа не менее информативны, чем слова, но я не могу погрешить против истины — увы, это не так. Цифры «записывались» в виде узелков, образуя сложные плетеные структуры, словно данные на перфокарте или точки в азбуке Брайля. Когда человек женился, его веревочку вплетали в родословную новой семьи. Также учитывалось количество собранного и загруженного в амбары урожая. Таким образом, империя инков стала прообразом современного мегаполиса, в котором зафиксировано каждое действие, совершенное его жителем. Город-монстр, ведя учет результатов человеческого труда, обезличивает и присваивает их.

Перу представляла собой удивительно плотную социальную структуру. Каждый ее обитатель знал свое место. Его действия были заранее предрешены, потому что все — крестьяне, ремесленники и солдаты — служили и подчинялись только Верховному Инке, который был главой государства и земным воплощением бога. На особом положении находились только камнерезы, потому что они символизировали связь между Солнцем, Богом и Верховным Инкой.

Империя инков была чрезвычайно хрупкой. Тем не менее с 1438 по 1532 год этот индейский народ установил свое господство на огромной территории, которая простиралась от Анд до побережья Тихого океана. В одну ночь разрушил государство почти безграмотный испанский авантюрист Франсиско Писарро, который вошел в страну вместе с 62 всадниками и 106 пехотинцами. Каким способом? Да очень просто — захватил Великого Инку! Государство лишилось налаженной системы управления, города ослабли, и грабители смогли безнаказанно вывозить из Перу богатейшие запасы золота.

Однако город — не только вместилище власти. Город — это живущие в нем люди, он живой организм, который хоть и существует за счет сельского хозяйства, по богатству превосходит деревню. Горожанин может позволить себе не тратить время на крестьянскую работу, а всю жизнь заниматься каким-либо ремеслом.

После захвата испанцами Перу все мастера, создавшие богатства Мачу-Пикчу — ювелиры, металлурги, ткачи, гончары, строители, — ушли из города. Их творения меньшей частью унесли с собой инки, большей частью разграбили конкистадоры. Сохранились только впечатляющие результаты трудов индейских каменщиков. Но, как мы уже говорили, в городе нет арок. Городом управлял Великий Инка, который также руководил процессом строительства, поэтому каждый строитель или архитектор зависел от знаний и вкуса императора — здесь не до изобретательства. Эти люди так и работали с балками до конца существования империи. И таким образом можно оценить временной разрыв между Новым Светом и Старым Светом, поскольку именно этой точки достигли греки за две тысячи лет до того, и здесь же они остановились.

Город Пестум, расположенный в Южной Италии, был греческой колонией. Река, на которой стоит город, затянута илом, ее отделяет от моря цепочка безжизненных и скучных солончаков. Славу Пестуму обеспечили храмы, которые старше Парфенона, потому что датируются 500 годом до н. э. И хотя в IX веке город был разграблен сарацинами, а в XI веке — крестоносцами, его руины по-прежнему остаются шедеврами античной архитектуры.

Пестум появился одновременно с греческой математикой — в Кротоне (рядом расположенной греческой колонии) жил в изгнании и преподавал математику знаменитый Пифагор. Геометрия городских храмов (как и зданий Мачу-Пикчу, выстроенных на две тысячи лет позже) построена на прямых линиях и правильных прямоугольниках. Греки тоже не изобрели арку, поэтому их храмы — это улицы с множеством колонн. Мы видим только руины, поэтому они кажутся нам открытыми, но по факту это были строения без больших пространств, потому что колонны должны были поддерживать крышу.

Представим себе балку, лежащую между двумя колоннами. Компьютерный анализ покажет, какие нагрузки она несет в разных ее частях. Чем длиннее балка, тем больше сжатие ее верхней части, а на нижнюю часть одновременно с этим заметно увеличивается давление. Камень — слишком слабый материал, чтобы выдержать такие нагрузки, и когда их значения преодолевают критические отметки, балка падает. По этой причине балку поддерживают колонны, установленные через определенные (заранее рассчитанные) промежутки.

Греки, благодаря балкам и колоннам, научились гениально использовать естественный свет, попадающий во внутренние помещения. Но эти ухищрения были временной мерой. Чтобы преодолеть ограничения материала, требовалось новое изобретение, которым стала арка. Честно говоря, удивительно, что его авторство принадлежит не грекам, столь искушенным в геометрии. Но дело в том, что изобретение арки — это не открытие, а инженерное усовершенствование строительной конструкции. Столь неблагородным делом не стали заниматься ни в Греции, ни в Перу. Арка появилась в древнеримской империи, культура которой была более практичной.

Акведук, построенный в 100 году, во время правления императора Траяна, в испанском городе Сеговия, представляет собой надземную часть водопроводной системы. По ней воды реки Рио-Фрио подаются от ее истока в горах Сьерра-Невада на 16 километров вглубь континента. Длина акведука 728 метров. Конструктивно он представляет собой более ста двойных двух-ярусных полукруглых арок. Это грандиозное сооружение выстроено из неотесанных гранитных блоков, без извести и цемента. На протяжении двух тысячелетий колоссальные размеры и гигантские пропорции акведука вызывают у испанских и мавританских граждан благоговейный трепет, поэтому они прозвали его эль-Пуэнте-дель Диабло («Мост Дьявола»).

Нас, привыкших к водопроводной воде, сегодня больше восхищает внешний вид этой конструкции, чем ее назначение. Мы не думаем о том, что городская цивилизация представляет собой сложнейшую систему, которая существует благодаря тому, что ее разрабатывали самые квалифицированные и одаренные люди. Римский акведук в Сеговии напоминает нам об этом.

Римляне не сразу смогли создать каменную арку. Первые круглые конструкции были построены из бетона. Благодаря особой форме арки нагрузка равномерно распределяется по всей ее поверхности, а не концентрируется в середине. Это и позволяет собирать арку из отдельных блоков, точно рассчитав суммы всех нагрузок, которые будет нести каждый. В этом смысле полукруглые своды — триумф интеллектуального метода, который позволяет собирать блоки в разных комбинациях, увеличивая несущую способность перекрытия.

Римляне, тем не менее, всегда делали арку в форме полукруга, потому что она была основана на точно выверенной формуле, а древние инженеры не очень-то стремились проводить эксперименты. Не отказались от округлой формы перекрытий и мусульманские строители. Арки есть, например, в Большой мечети, построенной в 785 году в испанском городе Кордова после арабского завоевания страны.

Основной формой арки в мусульманской архитектуре остается полукруг. Большая мечеть в Кордове.

В этом культовом здании колонн заметно меньше, чем в греческом храме Пестум, но все же строители пока не смогли решить проблему длинных перекрытий.

Теоретические открытия, которые способны серьезно повлиять на развитие цивилизации, видны сразу. Их замечаешь из-за их оригинальности. Практические открытия выглядят более скромно и зачастую не слишком запоминаются. Таким новшеством стала готическая арка, которую от римской отличало то, что она была основана на овале. Это на первый взгляд очень незначительное изменение произвело настоящую революцию в архитектуре. Овальная арка впустила в помещения больше света и увеличила объемы внутреннего пространства. Еще более важным стало то, что новый вертикальный свод позволил по-особенному вписать постройку в ландшафт: овальные и заостренные формы окон и перекрытий создали иллюзию парящего над землей здания с арочной крышей и каркасом снаружи. Подобное впечатление производит одно из самых выразительных готических сооружений — Реймсский собор.

Вот так описывает его Джон Раскин:

Египетские и греческие здания стоят благодаря их весу и технологии строительства: огромный камень лежит на такой же тяжелой плите. Устойчивость готических сооружений обусловлена иными связями, жесткость и напряженность которых напоминают то, как соединяются кости скелета или переплетаются волокна в древесине.

Среди всех памятников, воплотивших человеческие дерзания в Старом Свете, до 1200 года не было ни одной башни из легкого, плавного ажурного каркаса и стекла. Как математик я представляю, сколько расчетов предшествовало строительству этого грандиозного сооружения, какая интуиция потребовалась инженерам и архитектору, как много догадок и открытий пришлось им совершить! Конечно, не обошлось без ошибок.

Готические соборы строились вольными каменщиками, приглашенными по общему решению горожан. Они почти не имеют отношения к повседневной утилитарной архитектуре того времени, и в них каждая импровизация становится новым изобретением. В области механики строители преобразовали полукруглую римскую арку в высокую готическую так, чтобы нагрузки пришлись на наружный каркас здания. Тогда же, в XII веке, они изобрели аркбутан — наружную каменную полуарку, в которой горизонтальное усилие распора перенесено со сводов на опорный столб, вынесенный за пределы основного объема здания. Столб работает так же, как рука, если упереться ею в стенку. Этот принцип стал основным до изобретения стали и железобетонных конструкций.

Первые победы, одержанные над камнем, опьяняли вольных каменщиков. Они начали возводить здания, одно высотой 38 метров, другое — 45, не зная суммы всех нагрузок, второй собор, выстроенный в Бове (небольшом городке в 100 милях от Реймса), рухнул в 1284 году. Рано или поздно это должно было случиться — от подобной катастрофы не защищает даже назначение объекта. Но и после падения крыши строители и заказчики не отказались от идеи снова попытаться выстроить высокое здание в готическом стиле.

По некоторым сведениям, причиной падения крыши в Бове стало отсутствие проекта, а также небольшие подвижки грунта и не слишком надежный фундамент. Но собор в Реймсе устоял, и этот небольшой город, расположенный на юге Франции, стал центром европейского искусства.

Арка, свод или купол, по сути, представляют собой одну и ту же изогнутую конструкцию, форма которой была заимствована у природы. Арка стала основой дальнейших шагов человечества в архитектуре и строительстве. Однако внимание специалистов сместилось — они стали опираться не столько на физические свойства материала, сколько на его структуру. А сейчас мы уже предпочитаем не отталкиваться от материала, а создавать новый, когда нужно.

Масоны, или вольные каменщики, достигли мастерства, не собирая модели или идеи, а работая на стройках и накапливая опыт. Они возили с собой набор легких инструментов: циркули для вычерчивания овальных форм, суппорты, отвесы и другие устройства.

Масоны носили с собой комплект из легких инструментов. Вертикаль и горизонталь они проверяли с помощью системы отвесов и планок, которые фиксировали под прямым углом.

Вольные каменщики за работой.

Рисунок XIII века.

С их помощью они намечали полукруглые детали, выравнивали их и вписывали в повторяющиеся узоры. Вертикальные и горизонтальные линии чертили с помощью рейсшины, соединяя их под прямым углом и уточняя правильность посредством системы отвесов и планок. Спиртовой уровень еще не был изобретен.

Вольные каменщики стали первыми представителями интеллектуальной аристократии (как часовщики 500 лет спустя), которые свободно путешествовали по Европе. Они были уверены в том, что для них всегда найдется работа. Собственно масонами они стали называть себя в начале XIV века. Их мастерство было в руках, знания хранились в головах. Другим людям масоны казались загадочным сообществом, которое владеет неким сводом тайн, недоступных ученым, уныло и рутинно корпевшим на университетских кафедрах.

В XVII веке движение масонов заглохло, они стали скорее некой кастой, объединявшей наиболее влиятельных и просвещенных личностей. Тогда же они объявили, что их ремесло начиналось со строительства пирамид. Однако я не считаю это удачной и лестной легендой, потому что с точки зрения геометрии пирамиды были построены гораздо более примитивно, нежели готические соборы.

Кстати сказать, геометрическое видение предмета можно назвать универсальным. Докажу это на примере одного из красивейших памятников — Реймсского собора. Казалось бы, какое отношение архитектура имеет к науке? К той науке, к которой мы привыкли в начале XX века, — изучающей физические характеристики материалов — коэффициенты расширения, частоту вибрации и прочие свойства?

Однако в конце прошлого столетия понимание науки кардинально изменилось. Теперь мы, ученые, стремимся описать и объяснить внутренние структуры, на которых строится природа. По этой причине в научный лексикон вошли слова «состав», «структура», «план», «расположение» и «архитектура». Так случилось, что я прожил среди этих слов всю свою сознательную жизнь, и мне как профессиональному математику, специализирующемуся на геометрии, особенно приятно внедрение терминов, привычных с детства. И это не вопрос личного вкуса, это стало обычным языком общения внутри научного сообщества. Мы используем эти термины, когда говорим о форме кристаллов и атомарном строении материи. Даже спиральную структуру ДНК, которая стала самым ярким образом в современной науке, мы постигаем так же, как когда-то изучали арочные своды, перекрытия и купола.

Итак, вспомним алгоритм действий наших предшественников. Сначала была груда мертвых камней, в которой не угадывалось величественных форм кафедрального собора. Однако масоны, наблюдая за проявлениями силы тяжести в природе, сделали ряд блестящих изобретений — аркбутан, арка, свод, купол — и выстроили собор. Иначе говоря, вольные каменщики на основе анализа естественных сил создали уникальные и прекрасные синтетические структуры. Современный человек продолжает заниматься подобной архитектурой на протяжении почти 800 лет, и делает это с удовольствием. Кстати сказать, стремление трудиться и развивать свои навыки — еще один чудесный дар, которым обладает человек и который выделяет человека из мира живой природы.

Наиболее распространенное заблуждение в философии гласит, что наука основана на чистом анализе и редукционизме, что-то вроде разложения радуги на цвета, а искусство, наоборот, требует синтеза, иначе говоря, умения увидеть вещь целиком. Но это не так. Работа фантазии всегда начинается с анализа природы, что ярко отразил в своих скульптурах, трактатах и сонетах великой Микеланджело:

Когда божественное дарование в нас открылось, Чтоб смоделировать лицо, нужно согласие ума и рук. Тогда из смутного объекта, хрупкого и небольшого, Пробудим в камне силу жизни вольного Искусства.

Остановимся на фразе «согласие ума и рук»: навык работы с материалом подскажет мастеру, как будет выглядеть готовая вещь. Так же как каменщик, скульптор чувствует внутреннюю природу материала.

И высочайший гений не прибавит Единой мысли к тем, что мрамор сам Таит в избытке, — и лишь это нам Рука, послушная рассудку, явит.

Когда Микеланджело работал над скульптурным изображением головы Брута, другие добывали мрамор для него. Но Микеланджело в начале своего пути и сам добывал мрамор в Карраре. Он все еще чувствовал, что молоток в их и в его руках извлекает из камня форму, которая уже находится в нем.

Сегодня мрамор в Карраре добывают для современных скульпторов — Марино Марини, Жака Липшица и Генри Мура. Их впечатления записаны не столь поэтично, однако я приведу слова Мура, потому что они отсылают нас к опыту гения.

Начнем с того, что я как молодой скульптор не мог себе позволить покупку дорогого мрамора, поэтому решил объехать дворы каменотесов, чтобы выпросить у них то, что они называют «случайным сколом». Мне удалось это сделать. После осталось внимательно изучить мраморные плиты и понять, какую идею скрывает поверхность каждой из них.

Конечно, нельзя понимать слова художников буквально: будто каждый из них садился перед камнем, размышлял, что таится в его глубине, а затем вырубал увиденный образ. И все же метафора не лишена смысла, потому что вскрывает отношения между человеком и природой. К подобной метафоре прибегали многие ученые (например, Лейбниц), чтобы наглядно представить игру ума. С одной стороны, из слов художников следует, что в камне скрыты и искусство, и природа. С другой, глядя на произведения искусства, мы видим, что каждый скульптор из одного и того же материала создает абсолютно своеобразное произведение.

На этот процесс не влияют ни свойства сырья, ни законы природы. А значит, мы вправе заявить, что имеем дело с синтезом и анализом, существующими одновременно. Анализ позволяет выбрать конкретное сырье, синтез отвечает за то, как замысел, рожденный в уме художника, обретает форму, преодолевая сопротивление материала.

Скульптура — очень чувственное искусство. Каждый творец трепетно относится к созданным им предметам. Например, эскимосы невероятно тщательно прорабатывают сделанные ими фигурки, хотя они отнюдь не предназначаются для выставок, вернисажей и художественных салонов. Может показаться странным, что я выбираю в качестве модели для науки, которую обычно представляют абстрактной и холодной, теплые физические действия в скульптуре и архитектуре. Но все же я прав.

Мы должны понимать, что мир познается действием, а не созерцанием. В этом смысле рука — важнее глаза. Мы, европейцы, не можем понять идею китайской и японской философии, основанной на отстраненном наблюдении за поведением материи. Нам нужно активно действовать, так велит нам наш опыт, приобретенный в ходе долгого биологического и культурного развития. Эволюцией мозга управляла рука, что доказывают найденные археологами древнейшие инструменты, которые сделаны еще приматами. В 1778 году Бенджамин Франклин назвал эти приспособления «инструментами, сделанными животными, которые решили стать человеком». И это очень правильная формулировка.

Итак, мы пришли к важнейшему выводу, ради которого написана эта глава: человек использует руки в качестве основного инструмента познания мира. Понаблюдайте за ребенком, который учится завязывать шнурки на ботинках, пытается вдеть нитку в иголку, запустить самолетик или подудеть в свистульку. Через игру он постигает мир, чтобы потом, во взрослой жизни, с удовольствием использовать наработанный в детстве навык. В основе творчества лежит та же самая детская радость: «Я умею, я могу!» Самое интересное, что оно имеет очень глубокие результаты. Даже первобытный человек делал инструменты, гораздо более совершенные, чем требовалось. Более тонкий край рубила позволил применять его по-новому.

Генри Мур назвал одну из своих скульптур «Лезвие ножа», подчеркивая, что это, как и рука человека, — передний край разума. Ведь цивилизация, созданная достижениями человечества, не представляет собой собрания готовых артефактов или технологий. Она проявляется в развитии манипуляций, которые человек способен совершать руками.

Самый мощный импульс в восхождении человечества — наслаждение собственным умением. Человек любит делать то, что у него получается, и, сделав хорошо, стремится сделать еще лучше. Это можно увидеть, понаблюдав за работой ученых, художников, архитекторов. Посмотрите, с какой безграничной радостью и дерзким вдохновением они пишут, говорят, строят. Конечно, памятники ставят королям, но в конечном итоге рядом с именем монарха упоминают имя автора монумента.

Так что величественная храмовая архитектура выражает принадлежность индивидуальной личности ко всему человечеству. Называть это культом предков, как в Китае, не совсем верно. В европейской культуре памятник мертвому — это обращение умершего к живым. Таким образом через образ конкретного человека создается ощущение непрерывности жизни. Мы сохраняем свою причастность к человечеству и в жизни, и в смерти.

Я не могу закончить эту главу, не упомянув об одном из моих самых любимых памятников. Его построил человек, который пользовался почти теми же инструментами, что и средневековые вольные каменщики. Я имею в виду итальянца Симона Родию, который в Лос-Анджелесе построил башни, названные Уоттс-тауэрс. Он приехал в США вместе с родителями двенадцатилетним мальчиком. До 42 лет работал плиточником и мастером по отделке. Но однажды он решил построить в своем саду сооружение из проволочной сетки, расколотых шпал, стальных стержней, цемента, морских раковин, битого стекла и керамической плитки. Ему потребовалось 32 года, чтобы выполнить задуманное. Никто ему не помогал. Симон говорил, что почти всю жизнь не знал, чем себя занять. В 1954 году он завершил строительство. Ему было 75 лет. Он подарил соседям дом, сад и башни и просто ушел.

«Всю жизнь я мечтал построить что-нибудь грандиозное, — сказал Симон Родия, — и вот наконец-то я сделал это. И всем вам придется вспоминать обо мне — хорошо или плохо». Этот человек освоил профессию инженера-строителя ради собственного удовольствия. Конечно, городские власти решили, что башни ненадежны, а оттого опасны. В 1959 году они провели ряд испытаний, чтобы доказать это. Я очень рад сообщить, что им не удалось разрушить ни одну из них. Башни сохранились, а дело рук Симона Родии служит памятником простому счастливому мастерству, из которого когда-то выросло все наше представление о современной механике.

Инструмент в руках человека становится дополнительным способом познания мира. Новые знания позволяют глубже понять структуру вещей и составлять из них новые комбинации. Но в мире существуют не только видимые структуры. Надо понимать, что некоторые сущности человек не видит, но в ходе культурной эволюции он научился их обнаруживать, — это стало следующим важным шагом на пути восхождения человека.

Глава 4. Скрытая структура

Лишь на огне кузнец чекан дарит

Куску железа, мудрый труд свершая,

И, золота огнем не расплавляя,

Высоких форм художник не творит,

И если Феникс прежде не сгорит,

То не воскреснет, — так вот, умирая,

Я льщусь мечтой ожить меж духов рая,

Кому ни смерть, ни время не вредит[5].

Микеланджело. Сонет 19

Опыты алхимиков с огнем пригодились для обустройства печи и кухонной плиты.

Парацельс

С огнем — четвертым веществом, названным древними греками одним из основных элементов, образующих Вселенную, у человека установилась тайная магическая связь. Пламя пугает всех животных, даже огненную саламандру. Современную физическую науку интенсивный процесс окисления интересует в качестве катализатора и необходимого условия возникновения новых структур, подчас невидимых. Несмотря на то что человечество пользуется этим источником жара и тепла уже несколько тысяч лет (например, при добыче соли и для получения металлов), нас, наблюдающих за тем, как искры и языки пламени заставляют закипеть воду, не покидает ощущение, что все может измениться самым непредсказуемым образом. У каждого человека подспудно сохранилась вера в сверхъестественную силу огня, которая превращает его в источник жизни и наказания за смертные грехи. О подобных качествах пламени рассказано во многих древних манускриптах и устных преданиях.

Теперь о веществе киноварь. Оно таково, что чем больше нагревается, тем изысканнее становятся его сублимации. Легко соединившись с ртутью, проходит ряд преобразований и вновь обращается в киноварь. Наблюдение за таким поведением вещества позволяет человеку наслаждаться идеей вечной жизни.

Описанным выше классическим экспериментом все средневековые алхимики (от Китая до Испании) внушали страх обывателям. Маг брал киноварь (ярко-алый минерал, представляющий собой сульфат ртути), помещал ее в мензурку и ставил сосуд на огонь. Под действием тепла испарялась сера и выделялась чистая ртуть, которая сбегалась в изысканные серебристо-белые жемчужины. Остывая, шарики вновь краснели. Алхимики утверждали, что ртуть вновь стала киноварью, чем приводили публику в восторг. Но это не так. Остывшая на открытом воздухе ртуть окисляется, и красный цвет (не алый!) свидетельствует о ходе этого процесса. Конечно, оксид ртути можно снова превратить в киноварь, если соединить окисленный металл с пруститом (мягкий минерал, который чаще называют красным серебром), нагреть эту смесь и дождаться завершения реакции замещения.

Эксперимент с киноварью и пруститом не имеет никакой практической пользы. Его проводили ради того, чтобы доказать, что Вселенная состоит из серы и ртути, — так объявили алхимики в начале 1500-х годов и, используя магическое воздействие огня, доказывали этот факт. Меня же интересует особая роль огня: он в обоих случаях становится не разрушающим началом, а мощным катализатором, без которого химические реакции разложения и замещения не прошли бы.

Я помню, как однажды во время нашего долгого разговора перед камином Олдос Хаксли, грея руки у огня, сказал: «Огонь — то, что превращает. Об этом говорится во многих легендах. Прежде всего, в мифе о птице Феникс, которая сжигает себя, чтобы снова и снова возродиться». Огонь — образ молодости и обновления крови, имеющей символические цвета рубина, киновари, красной охры и гематита, которыми люди разукрашивают свою одежду и окружающий их мир в торжественные дни. Согласно греческому мифу, Прометей принес людям огонь, чтобы подарить им жизнь и превратить их в полубогов. За этот поступок он был сурово наказан олимпийскими богами.

Сейчас мы предполагаем, что человек использует огонь около четырехсот тысяч лет: следы кострищ находят в пещерах Homo erectus и «пекинского человека». В каждой культуре огонь играл очень заметную роль. Люди научились его добывать. Единственное племя пигмеев, недавно обнаруженное в тропическом лесу на Андаманских островах к югу от Бирмы, не знало, как это делать, и тщательно оберегало очаги лесных пожаров от затухания.

Огонь использовали для того, чтобы согреться, отогнать хищников, сжечь корни деревьев, мешающих разрабатывать пашню, а также для решения бытовых вопросов (приготовить пищу, обогреть жилище, расколоть камни). Огромным шагом вперед на пути развития цивилизации стал навык плавления минералов и руд, обретенный человечеством в доисторические времена. В обиход человека вошел новый класс материалов — металлы. Это величайшее открытие сопоставимо с изобретением приматом каменного рубила. Физика — это нож, проникающий в суть природы, огонь, пылающий меч — это нож, проникающий под видимую структуру, в камень.

Ближневосточные оседлые племена первыми начали получать медь почти десять тысяч лет назад, но это были отдельные случаи, так как не существовало внятной технологии добычи руды и ее превращения в металл. Настоящее производство меди сформировалось около V века до н. э. в Персии и в Афганистане. Тогда медь получали из малахита: измельчали зеленый минерал, выкладывали его на камни и разводили под ними огонь. При нагреве кислород испарялся, и охряные потоки меди стекали в приготовленные под камнями формы. Люди легко опознали этот металл, потому что часто находили медную руду которая также легко поддавалась переплавке. По подобной технологии медь получали более двух тысяч лет.

Американские аборигены не слишком часто применяют медные изделия, поэтому пользуются такой технологией вплоть до сегодняшнего времени. Старый Свет увлекся производством металлических изделий — инструментов, посуды, украшений. Европейцам особенно нравилось, что легкий и мягкий, но достаточно прочный (по сравнению с камнем или деревом) материал легко обработать молотком, долотом, а испорченные или старые медные вещи можно переплавить и сделать из них новые. Однако податливость меди одновременно является ее недостатком. Сделанные из нее проволока или лист не держали форму. Причина кроется в строении металла: внутренние кристаллические слои, образованные регулярными сетками атомов, легко скользят от любого давления, удара или другого воздействия.

Конечно, шесть тысяч лет назад медных дел мастер размышлял иначе. Его волновала конкретная проблема: из меди не сделаешь предмет с острым краем. На короткое время восхождение человечества замерло перед следующим этапом: изготовлением твердого металла с режущей кромкой. Если открытие меди, скорее всего, — счастливый случай, то следующий шаг на пути восхождения человечества был парадоксальным и красивым.

С современной точки зрения догадаться, что надо сделать, было достаточно просто. Мы слышали, что медь, как чистый металл, мягкая по своей природе. Одним из способов укрепления меди стала ковка, в процессе которой разбивались крупные кристаллы. Можно сделать вывод, что если добавить в кристаллы что-то песчаное, грани кристалла перестали бы скользить и металл стал бы твердым. Конечно, в масштабе крошечной структуры, которую я описываю, «что-то песчаное» — это другой вид атомов, которые заменили бы некоторые из атомов меди в кристаллах. Мы должны сделать сплав с более прочными кристаллами за счет того, что атомы в них будут неоднородными.

Конечно, я представил этот процесс с современной точки зрения, которая, кстати сказать, сложилась только в первой половине XIX века. Тогда мы установили, что особые свойства сплавов определяются их атомарной структурой. Древний медник пришел к подобному выводу совершенно иначе: он добавил к мягкой меди олово (еще более пластичный материал) и получил бронзу. Счастливый случай был предопределен тем, что месторождения медных и оловянных руд человек отыскал почти одновременно. Таким образом, он на практике осуществил открытие, от теоретического обоснования которого его отделяло несколько тысячелетий. Дело в том, что практически любой чистый металл слаб, поэтому его необходимо укреплять на атомарном уровне зернами другого металла, которые создадут в кристаллических решетках шероховатости и предотвратят скольжение внутренних слоев материала. Я очень постарался объяснить природу бронзы в научных терминах, потому что создание этого металла — потрясающее открытие, которое на много тысячелетий вперед определило развитие металлургии.

Наивысшего расцвета производство бронзы достигло в Китае. Вероятнее всего, дальневосточные мастера заимствовали секрет этого сплава на Ближнем Востоке, потому что бронзовые артефакты, найденные при раскопках, датируются 3800 годом до н. э. В Китайской империи применение бронзы обусловило развитие национальной цивилизации, которое, как мы предполагаем, достигло высшей точки в 1500 году до н. э., во времена правления династии Шан.

Структурно империя представляла собой группу феодальных владений, расположенных в долине Желтой реки (Хуанхэ). Правители из династии Шан одними из первых в мире сумели создать унитарное государство с уникальной национальной культурой, наукой и искусством. Особыми достижениями китайской цивилизации стали разработка керамики и каллиграфическая письменность. Поражающая своей тонкостью и красотой каллиграфия, включающая большое количество иероглифов, украшает многие изделия, сделанные более трех с половиной тысяч лет назад. Особенно подкупает внимание к деталям, рассматривать которые можно бесконечно.

Еще одним серьезным достижением китайских металлургов стало создание керамической формы для отливки бронзовых предметов. Каждая форма состояла из сердцевины для создания внутренних стенок предмета и полос с нанесенными на них орнаментами для внешней поверхности. В зазоры между сердцевиной и полосами заливали раскаленный металл. Современным исследователям удалось установить состав китайской бронзы. Надо сказать, что древние мастера очень строго соблюдали рецептуру загружая в котлы 85 % меди и 15 % олова. Из этого состава сделаны лучшие изделия, потому что он в три раза тверже и надежнее меди.

Из бронзы во времена правления династии Шан отливали предметы, предназначенные для религиозных церемоний. Они имели такое же религиозное значение, как и строившийся в то время в Европе Стоунхендж. С того времени бронза становится материалом для всего, как для нас сегодня — пластмасса. Она универсальна как для Европы, так и для Азии.

Умения мастеров времен династии Шан настолько вышли за рамки простого ремесленничества, что созданные в то время предметы мы не можем воспринимать как обычную кухонную утварь. Сосуды и чаши для еды и вина стали настоящими произведениями искусства, которое выросло спонтанно из технического совершенства мастера. Он управлял процессом, он владел материалом, он решал, какими будут форма и орнаменты на внешней поверхности. Красота, которую он создал, стала результатом его мастерства, помноженного на преданность делу и ремеслу.

Научная основа классических методов, изобретенных китайскими мастерами, очевидна. Открыв способность металлов плавиться под воздействием огня, они пришли к более тонкому выводу: надо расплавить два разных металла, соединить их и получить материал с новыми свойствами. Это правило действует и для меди, и для железа, потому что, независимо от физических характеристик, чистые металлы ведут себя одинаково. Железо изначально тоже использовали в чистом виде. Его находили в виде чугунных чушек, которые приносили на Землю метеориты, поэтому шумеры называли его «металлом, упавшим с небес». Когда изобрели плавление железных руд, металл сразу опознали, потому что уже использовали его. Однако некоторые народы, например индейцы Северной Америки, использовали метеоритный металл, но так и не научились плавить железные руды.

Извлечь железо из руды значительно сложнее, чем медь, поэтому процесс создания железа был более длительным. Первое свидетельство практического применения этого металла обнаружено в одной из египетских пирамид и датируется 2500 годом до н. э. Однако широко использовать железо начали хетты, жившие на побережье Черного моря около 1500 года до н. э. Удивительно, что это по времени совпадает с началом бронзового века в Китае и началом строительства Стоунхенджа.

Железо, как и медь, лучшие качества набирает в сплаве. Имя ему — сталь. После хеттов этот металл в течение пятисот лет выплавляли в Индии. Местные сталевары сумели составить несколько разных сплавов, добиваясь от металла все новых и новых свойств. Надо сказать, что каждый мастер хранил свой рецепт в тайне, поэтому сталь вплоть до Нового времени оставалась редким и крайне дорогим материалом. Ее использовали очень ограниченно. Каких-то двести лет назад металлургическое производство в Шеффилде было небольшим и кустарным, и квакер Бенджамин Гентсман вынужден был стать сталеваром и изобретателем нового (тигельного) способа получения стали, когда захотел получить упругую и долговечную пружину для придуманного им часового механизма.

Я снова предлагаю вам вернуться на Дальний Восток, чтобы увидеть, что местные жители умели не только искусно работать с бронзой. Японцы достигли совершенства в применении стали, научившись в VIII веке делать из нее легендарные мечи.

Процесс ковки такого меча представлял собой ритуал. Причины этого для меня совершенно понятны. Если у вас нет письменности, нет химических формул, каким иным способом можно сохранить профессиональные секреты мастерства? На помощь приходит церемония, в которой точно зафиксирован каждый шаг.

Искусство изготовления меча становится своеобразным служением, базирующимся на преемственности. Старший мастер благословляет своего последователя, передает ему материалы, священный огонь и делает с ним меч, который будет служить ученику образцом, — своего рода обряд возложения рук. Человек, сделавший этот меч, получает титул «живого культурного памятника», формально присуждаемого ведущим мастерам древнего искусства японским правительством. Его зовут Гетсу. В формальном смысле он — прямой потомок мастера мечей Масамунэ, который довел технологию до совершенства в XIII веке — чтобы отогнать монголов, или же это легенда. Определенно, что монголы в это время часто пытались вторгнуться в Японию из Китая под командованием Хубилая, знаменитого внука Чингисхана.

Сталь вошла в обиход позже бронзы, потому что для изготовления сплава требуется заметно больше тепла — температура плавления железа составляет 1500 °C (на 500 °C выше, чем у меди). Кроме того, сталь чувствительнее бронзы к качеству и количеству добавок. Например, даже один лишний процент углерода ощутимо меняет свойства полученного материала.

По этим причинам необходимо точно контролировать количество добавленного к железу угля и внимательно следить за температурой, чтобы изделие отвечало строгим требованиям. Сталь для меча должна быть гибкой и жесткой одновременно. Этого невозможно достичь без многократной обработки. Значит, материал будут раз за разом ковать и складывать слои. Гетсу будет удваивать брусок пятнадцать раз, а количество обработанных слоев будет равняться 215 (около 30 000). Каждый последующий слой прочно связан с предыдущим. Это как если бы мы пытались соединить гибкость резины с твердостью стекла. По сути, клинок представляет собой огромный сэндвич, сложенный из этих двух свойств.

На последнем этапе уже выкованный меч покрывают глиной. Она наносится неравномерно, потому что разные участки лезвия должны остывать каждый в своем режиме. Подготовленное таким способом изделие опускают в воду и остужают. Эту стадию не хронометрируют. Сигналом к тому, что процесс завершен, станет погасшее свечение разогретого металла. Дело в том, что по технологии перед ковкой металл разогревают до тех пор, пока он не наберет цвет «лучей восходящего солнца». Кстати сказать, для европейских сталеваров XVIII века цвет раскаленного металла также имел значение: в зависимости от того, для какого изделия она предназначалась, сталь разогревали до светло-палевого, фиолетового или синего сияния.

Кульминацией изготовления меча считается закалка, во время которой изделие затвердевает, а свойства металла закрепляются. Различные формы и размеры кристаллов получаются за счет разной степени охлаждения: крупные гладкие кристаллы в гибком центре меча, а маленькие зазубренные — на лезвии. Остывший и готовый к использованию меч должен сиять, словно лицевая сторона дорогого японского шелка. Но проверкой меча, его качества, проверкой научной теории становится практический вопрос: хорошо ли он служит? Может ли он рассечь человеческое тело так, как предписывают ритуалы? Традиционные разрезы обозначались точно, как разделка туши в кулинарной книге: «Разрез номер два — о-ё-дан». Сегодня вместо тела используют соломенное чучело. Но раньше оружие испытывали палачи, приводя в исполнение смертные приговоры.

Меч — оружие самурая. Искусно пользуясь им, эти японские воины смогли пережить бесконечные гражданские конфликты, которые не прекращались на островах с XII века. Кроме меча у каждого самурая была прекрасная экипировка: гибкая броня из стальных лент, роскошная и надежная упряжь для лошади, красивые стремена. И все же воин не был ремесленником — он не мог делать эти вещи своими руками. Он жил силой, иначе говоря, за счет тех, кого он защищал или грабил. Со временем самураи превратились в наемников, которые продавали свои услуги за золото.

Наше представление о том, как устроен мир, формировалось двумя путями. Первый — совершенствование технологий, позволяющих создавать необходимые материалы. Другой, связанный с алхимией, имел совершенно иной характер. Этот способ познания использовался мало, не применялся в повседневной жизни, основывался исключительно на изучении и наблюдении. Кроме того, алхимики прежде всего интересовались золотом — металлом, совершенно бесполезным с утилитарной точки зрения. Однако золото оказывает магическое воздействие на человеческое общество, поэтому я остановлюсь на некоторых свойствах драгоценного металла, чтобы описать те, что сделали его символом власти.

Во всем мире золото было и остается одинаково ценным металлом.

Во всем мире золото было и остается одинаково ценным металлом.

Греческое золото: моско ахейского царя. Со стены могилы в Микенах, XVI век до н. э.

Персидское золото: золотой динар времен Хосрова II Парвиза. Чеканились в Иране.

Перуанское золото: золотая пума, украшенная печатными изображениями двуглавых змей.

Африканское золото: литой золотой значок, который носили на шее короли народа ашанти, как знак власти. Представляет собой диск, украшенный концентрическими кругами, с пирамидой в центре. Гана, до 1874 года.

Современное золото: входной приемник на многозадачном калькуляторе «Конкорд». Эдинбург, XX век.

Коллекция артефактов, изготовленных из него, читается как хроника цивилизаций: эмалированные золотые четки из Англии XVI века, золотая греческая брошь в виде змеи, сделанная в 400 г. до н. э., абиссинская золотая корона абуны XVII века, древнеримский браслет в виде змеи, ритуальная персидская чаша времен династии Ахменидов, VI век до н. э., питьевая чаша персидского монарха, VIII век до н. э., перуанский доинковский праздничный золотой нож IX века…

Бенвенуто Челлини, автор «Сальеры», золотой, частично расцвеченной эмалями солонки с фигурами Цереры и Нептуна, изготовленной по заказу французского короля Франциска I, вспоминает, как покровитель воспринял его творение:

Когда я поставил свою работу перед королем, он буквально задохнулся от изумления и долго не отрывал от нее глаз. В конце концов он проговорил сквозь слезы: «Это в сто раз ближе к божественному промыслу, чем я мог предположить! Это чудо!»

Испанцы разграбили Перу из-за золота, которое правители инков собирали так, как мы собираем марки, с жадностью Мидаса. Золото для алчности, золото для блеска, золото для восхищения, золото для почтения, золото для власти, золото для ритуальных жертвоприношений, золото, дарящее жизнь, золото для нежности, варварское золото, пробуждающее страсть золото…

Го Хунг, один из самых известных алхимиков Китая, писал: «Желтое золото не испортится, даже если плавить его сто раз». Из этих слов следует, что уже древние люди сознавали, что золото имеет уникальные физические свойства, по которым его можно определить на практике и описать в теории.

Нетрудно догадаться, что изделия из золота создавали художники, а не простые ремесленники. Однако важно понимать, что человек, готовивший металл к работе, также был больше чем простой техник. Он смотрел на золото с точки зрения науки. Технологический навык полезен, как и любое другое умение, но значимым его делает место в общей системе познания — то есть теория.

Люди потратили немало времени на то, чтобы понять природу золота. Прежде всего они искали ответ на вопрос: золото уникально или его можно получить из сплава других элементов? Они потратили огромное количество времени на эксперименты с этим драгоценным металлом. В начале XVII века Фрэнсис Бэкон так писал об этом:

Золото уникально. Оно имеет определенные характеристики: вес, плотность, несколько агрегатных состояний, простоту в обработке, невосприимчивость к ржавчине и ярко выраженный желтый цвет. Если человек получит металл со всеми этими свойствами, то можно поспорить, золото это или нет.

Из нескольких классических тестов чистоты золота наиболее надежным считается купелирование: чаша, наполненная костной золой, нагревается в печи до температуры плавления выше, чем требуется для чистого золота. В нее укладывают золото с примесями и расплавляют. (У золота низкая температура плавления, чуть больше 1000 °C, почти как у меди.) Шлаки, соединяясь с углеродами, образуют соли, которые оседают на дно или впитываются в стенки сосуда. После подобной обработки можно сливать в формы чистый металл.

Способность золота сопротивляться тому, что тогда называли распадом, а сегодня именуют химическим воздействием, была уникальной. Это качество позволяло легко определять драгоценный металл. Свойство золота не разрушаться под влиянием любой агрессивной среды сделало его символом вечной жизни.

Первое письменное упоминание алхимии относится к началу нашей эры и пришло из Китая. В тексте рассказывается, как создать золото и продлевать с его помощью жизнь. Живительная и очень важная связь! Запомним ее. Мы ценим золото за редкость и уникальные свойства, для алхимиков же его главной характеристикой была нетленность. В то время не было известно кислоты или щелочи, способной растворить золото. Это позволяло королевским ювелирам проверять приносимые монарху дары, такой способ был быстрее и проще купелирования.

Для большинства людей жизнь была короткой, одинокой, бедной, несчастной и жестокой. Обещанная алхимиками вечная и счастливая жизнь дарила людям надежду на избавление, поэтому для них эксперименты по созданию искусственного золота и поиски эликсира жизни слились воедино. В этом кроется еще один важный аспект символичности золота. Оно — знак бессмертия, оно — воплощение неподверженности тлену и в мире природы, и в мире людей.

По этой причине, когда алхимики трудились над превращением неблагородных металлов в золото, они стремились очистить в огне бренное от нетленного, чтобы извлечь из повседневности постоянство. Этот поиск превратился в бесконечную погоню за вечной молодостью, не прекращавшуюся ни на минуту: в каждое снадобье для борьбы со старостью входило золото. Кроме того, алхимики призывали своих покровителей пить из золотых кубков, чтобы продлить жизнь.

Алхимия — это нечто большее, чем сочетание механических приемов и смутной веры в колдовство. С самого начала она представляла собой отражение взаимоотношений между внешним миром и человеческой жизнью. Ее появление закономерно, так как в отсутствие четкого разграничения между веществом и процессом, веществом и действием алхимические элементы были также и аспектами человеческой личности — как древнегреческие элементы были одновременно четырьмя чертами, составлявшими человеческий темперамент. Это обязательно надо учитывать, потому что алхимия выросла из представлений эллинов о земле, огне, воздухе и воде, но в Средние века представила их в новом качестве.

В первую очередь алхимики стали искать сходство между микрокосмом человеческого тела и макрокосмом природы. Вулкан напоминал преувеличенную вспышку гнева, буря и ливень — приступ плача. Исходя из этих весьма поверхностных аналогий, алхимики заключили, что Вселенная и тело человека сделаны из одних и тех же материалов — ртути и серы.

Металл отвечал за плотность и постоянство, неметалл — за горючесть и способность к изменениям, слияниям и трансформациям. Всё материальное, в том числе человеческое тело, состоит из этих двух элементов: металлы растут в земле из ртути и серы, кости скелета — в утробе из яйцеклетки. Иначе говоря, аналогия была и остается основным способом изложения фактов, доказательством и символом любого явления, существа или вещества.

Тело человека и Вселенная сделаны из одинаковых материалов, принципов или элементов.

Анатомическая печь для диагностики заболевания по анализу мочи. — Парацельс. «Aurora Thesaurusque Philosophorum». Базель, 1577 год.

Парацельс. Три фигуры, символизирующие воздух, огонь и землю.

Кстати сказать, этот символизм остался в медицине. Мы до сих пор используем для обозначения женщин алхимический знак меди — Венеру, символизирующий мягкость, а для мужчин — знак железа Марс, который олицетворяет собой твердость.

Эта теория представляется сегодня ужасно наивной, основанной на мешанине из выдумок и неверных сопоставлений. Но нашим потомкам, которые будут жить через 500 лет, современная химия покажется детским лепетом. Каждая теория основана на какой-то аналогии, и каждый раз, когда на сцену выходит новое умопостроение, все предыдущие аналогии оказываются ложными. Доктрина любого времени помогает решить проблемы этого времени, опираясь на его знания. Например, до конца XV века медицина опиралась на древние верования, из которых следовало, что все лекарства должны быть изготовлены из растительного или животного сырья. Это был своего рода витализм, поскольку в то время люди не представляли, что человеческое тело состоит из обычных химических веществ. По этой причине все лечились преимущественно травами и снадобьями, приготовленными на их основе.

Алхимики ввели в медицину некоторые минералы. Например, соль они сделали осевым, третьим элементом, на котором держится Вселенная. Во время свирепствовавшего в Европе XVI века сифилиса врачи, пользуясь достижениями алхимиков, сумели разработать довольно характерное лекарство. До сегодняшнего дня мы не знаем, откуда пришло в Старый Свет это заболевание, — может, его привезли моряки, вернувшиеся из американской экспедиции Колумба, может, занесли монгольские завоеватели, может, просто раньше эту болезнь не классифицировали в качестве самостоятельного недуга. Лечение основывалось на самом действенном алхимическом металле — ртути. Человек, сделавший это лечение эффективным, направил развитие алхимии по новому пути, который привел к современной химии, открыв целый ряд новых ее течений — ятрохимии, биохимии, химии жизни. Человек этот жил в Европе, в швейцарском Базеле. На дворе стоял 1527 год.

В истории восхождения человечества существуют моменты, когда на авансцену из мира знаний, полного анонимов и темных теней, выходит яркая личность, заявляя: «Я, такой-то, принес вам новые знания». Так в начале XVI столетия среди алхимиков, врачей и философов выделилась фигура Филиппа Авреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма. К счастью, он взял более лаконичный псевдоним: Парацельс, чтобы продемонстрировать свое неуважение к Цельсу и другим античным авторам, которых более тысячи лет не было среди живых, но чьи научные и медицинские трактаты, а также труды по искусству и в Средневековье считались кладезем мудрости и непреложной истиной.

Парацельс родился в пригороде Цюриха в 1493 году и, прожив короткую, но очень яркую жизнь, умер в Зальцбурге в 1541-м в возрасте сорока восьми лет. Он вечно бросал вызов академическому знанию. Например, он первым выделил профессиональную болезнь. В его биографии было немало трагикомических ситуаций, в которые он постоянно попадал, когда выступал против устаревших, на его взгляд, принципов врачевания. В голове Парацельса всегда рождалось множество идей, многие из которых были противоречивыми и дерзкими. В быту его отличали раблезианство, плутовство и невоздержанность во всем, что привлекало его внимание — хорошее вино, красивая женщина или хорошая драка. До недавнего времени за ним следовала слава шарлатана от науки. Но это было не так. Парацельс родился человеком, наделенным одновременно гениальностью и всеми человеческими слабостями и пороками.

У Парацельса было еще одно неоспоримое достоинство — он был личностью. На его примере мы можем увидеть, возможно впервые, как научное открытие совершается благодаря человеческой индивидуальности. Прежде всего он был практикующим врачом и поэтому прекрасно понимал: чтобы вылечить человека, требуется правильный диагноз, который должен уметь поставить каждый лекарь. Кстати, современники отмечают, что Парацельс был великолепным диагностом. В начале XVI века общение с больным строилось так: врач приходил к пациенту, сверял признаки недуга с описаниями, сделанными в древних книгах, назначал какие-то снадобья и процедуры и уходил, поручив лечение своему помощнику. Парацельс категорически отказался действовать таким способом, он писал: «Нельзя называться врачом и не заниматься лечебной практикой! От доктора, который не ведет своих больных, толку не больше, чем от идола, который не что иное, как раскрашенная обезьяна».

Подобные высказывания раздражали коллег Парацельса, но привлекали к нему внимание многих передовых людей Реформации. По этой причине он оказался в Базеле, центре развития естественных наук. Здесь же началась его великая, но трагичная карьера. В 1527 году у Иоганна Фробена — известного швейцарского книгоиздателя, протестанта и гуманиста — началось серьезное инфекционное заболевание ног. Ему грозила ампутация. Парацельс смог вылечить Фробена. Слава о врачебном искусстве необычного молодого эскулапа очень быстро распространилась по всей Европе. Вскоре Парацельс получил письмо от Эразма Роттердамского со словами благодарности: «Ты вызволил Фробена из преисподней. Для меня это очень важно, потому что я связан с ним почти половину своей жизни!»

Не случайно, что все это произошло в Базеле, в котором новые иконоборческие идеи, смелые догадки в медицине и химии появлялись на фоне Реформации. Именно здесь в 1517 году начал проповедовать Мартин Лютер, а Фробен печатал книги, среди которых были трактаты Эразма Роттердамского, где был представлен новый взгляд на окружающий мир. Гуманизм процветал в городе еще до Реформации. Центром его стал университет с давней демократической традицией, поэтому хотя некоторые доктора медицины недоверчиво косились на Парацельса, городской совет настоял на том, чтобы ему разрешили преподавать.

В Европе царило ощущение грядущих перемен, более значительных, чем религиозные реформы и политический переворот, к которым призывал Мартин Лютер. Наиболее значимым стал 1543 год, который ознаменовался выходом трех серьезных книг, заставивших европейцев пересмотреть многие устоявшиеся взгляды. Я имею в виду трактат Андреаса Визалия «О строении человеческого тела», текст которого сопровождали 250 анатомических рисунков, «Математику» и «Физику» Архимеда, впервые переведенные на латынь с греческого языка Вильгельмом из Мербеке, и книгу Николая Коперника «О вращении небесных тел», в которой он изложил свою гелиоцентрическую систему.

Эти три фундаментальных труда свершили то, что мы называем научной революцией.

Предвестником переворота была самоотверженная битва Парацельса с рутиной и устаревшими представлениями, которую он вел в Базеле. В 1527 году он на глазах у студентов бросил в костер древний медицинский трактат Авиценны, арабского последователя Аристотеля.

В этом костре, несомненно, было что-то символическое. Представьте себе: в самый разгар лета, когда в обогреве нет необходимости, алхимик разжигает костер, который является алхимическим элементом, при помощи которого можно проникнуть в структуру материи. Является ли огонь формой материи? Если принять такую точку зрения, то придется присвоить ему все невероятные свойства, например, что он легче, чем ничто. Через двести лет после Парацельса, в 1730 году, химики пытались доказать, что существуют некие флогистоны — огненная субстанция, которая улетучивается из горючего вещества при горении. Сегодня мы доказали, что их не существует, потому что огонь не является материалом, он больше, шире этой категории. Огонь представляет собой процесс преобразований и изменений, в результате которых материальные элементы соединяются в новых сочетаниях. Мы поняли природу химических процессов, усвоив, что огонь являет собой не что иное, как процесс.

Этим поступком Парацельс как бы говорил: «Наука не может смотреть назад, в прошлое, — нет никакого золотого века». Однако потребовалось 250 лет, чтобы появился еще один ученый, который открыл новый элемент — кислород. Этот человек объяснил природу огня и вывел химию из темных времен Средневековья. Я говорю о Джозефе Пристли, физике, который никогда не изучал природу огня, а всю жизнь посвятил другому греческому элементу — бесцветному и неосязаемому воздуху.

Большинство сохранившихся вещей, принадлежавших Джозефу Пристли, хранится в Смитсоновском институте в Вашингтоне (округ Колумбия), который не имеет к ученому никакого отношения. Лаборатория Пристли должна быть в английском Бирмингеме — центре промышленной революции, где химик, физик, священник и философ написал самые великолепные свои работы. Но этого не случилось, потому что горожане, разъяренные сочувствием ученого идеям Французской революции, в 1791-м разорили дом и уничтожили его лабораторию.

Биография Пристли — еще один пример конфликта между новацией и традицией. В 1761 году, когда ему исполнилось 28 лет, его пригласили в одну из унитарианских академий в качестве преподавателя современных языков. В течение года Пристли с увлечением слушал лекции своего коллеги об электричестве, а затем обратился к химическим экспериментам. Кроме того, Пристли увлекли идеи американской и французской революций (он был воодушевлен речами Бенджамина Франклина). Если первого увлечения ученого никто не заметил, то другая страсть стала для него роковой: во вторую годовщину взятия Бастилии лояльные граждане ворвались в дом Пристли и разгромили все, что попалось им под руку, в том числе лабораторию, которая считалась лучшей в Европе. Пристли эмигрировал в Америку, но встретили его прохладно. Однако когда Томас Джефферсон стал президентом США, труды Пристли получили заслуженную оценку, потому что президент сказал ему: «Ваша жизнь — одна из немногих — входит в число ценных для человечества».

Я очень хотел бы сказать, что толпа, уничтожив дом Пристли, разрушила мечту красивого, милого и обаятельного человека. Однако в этом случае я погрешил бы против истины. Увы, Пристли был не более приятным в общении, чем Парацельс. Я подозреваю, что ученый отличался холодным, сварливым, чопорным пуританским нравом. Однако достижения на пути восхождения человечества отнюдь не всегда совершали обаятельные люди. Это были личности, наделенные двумя качествами: цельностью натуры и гениальностью. Пристли обладал и тем и другим.

Суть сделанного им открытия заключается в том, что воздух — это не отдельная субстанция, а смесь нескольких газов. Пристли выделил в их числе кислород и назвал дефлогистированным воздухом, который имеет важное значение в жизни животных. Пристли был великолепный экспериментатор, наделенный прозорливостью и чувством меры, поэтому провел исследование в несколько этапов. Сначала он 1 августа 1774 года получил чистый кислород и зажег свечу в заполненной им камере. Он был поражен тем, как ярко горел огонь, поэтому, не откладывая в долгий ящик, в октябре отправился в Париж к Лавуазье, чтобы рассказать о своем открытии. По возвращении домой он 8 марта 1775 года положил мышь в кислород. Затем, увидев, как хорошо это отразилось на животном, вдохнул газ сам. День-два спустя Пристли написал Франклину восхищенное письмо, в котором описал свое открытие, и добавил: «До сих пор только три живых существа — две мыши и я — имели честь дышать кислородом».

Пристли также обнаружил, что растения днем выделяют кислород, которым дышат живые существа. Следующие сто лет показали, насколько это важно, животные не возникли бы, если бы растения не производили кислород. В 1770-х годах об этом никто не догадывался.

Открытие кислорода по достоинству оценил Антуан Лавуазье (погибший во время Великой французской революции), с его ясным, революционным умом. Ученый повторил эксперименты Пристли, которые были почти карикатурой одного из классических тестов алхимиков, описанного в начале этой главы: Лавуазье положил в стеклянный сосуд красный оксид ртути, нагрел его при помощи зажигательного стекла и плотно укупорил сосуд (очень популярный тогда способ проведения реакции). Во время горения проявилась чистая ртуть, потому что кислород вернулся в газообразное состояние. Это был качественный анализ, то есть ученым удалось установить химический состав вещества. Лавуазье почти мгновенно догадался, как учесть количество элементов, участвовавших в реакции разложения.

Идея Лавуазье была красива и проста: провести алхимический эксперимент в прямом и обратном направлениях. Сначала провести реакцию окисления: поджечь ртуть (в это время металл активно поглощает кислород) и измерить объем кислорода до опыта и после него. Затем провести реакцию разложения: нагреть полученный на первом этапе оксид ртути, чтобы выгнать из него газ. После этого замерить количество выделенного оксидом кислорода. Невероятно, но объем газа, поглощенный ртутью в процессе окисления, оказался равен объему выделенного газа в ходе реакции разложения. Блестящий опыт Лавуазье показал, что оксид металла состоит на самом деле из двух элементов. Ученый доказал, что не существует никаких огненных эссенций, принципов и флогистонов. Оксид ртути, полученный под воздействием огня, — это соединение ртути и кислорода — двух самостоятельных химических элементов.

Мы смогли отойти от примитивных технологий первых медников и магических спекуляций алхимиков и продвинуться к самой продуктивной идее естественных наук — атомной теории строения материи. Почти невероятно. Но дорога — по раскаленным углям — была открыта. На этот путь смело ступил сын ткача из Камберленда Джон Дальтон, ставший одним из самых ярких естествоиспытателей первой половины XIX века.

После огня, серы и горящей ртути история восхождения человечества неизбежно устремилась к своей кульминации в холодный и влажный Манчестер. Здесь между 1803 и 1808 годами квакер и учитель Дальтон превратил смутное представление о химических соединениях, созданное гениальным Лавуазье, в точную теорию атомного строения материи. Первое десятилетие XIX века было очень продуктивным для химии — были открыты десять новых элементов. Правда, Дальтон этим не интересовался. Он был, откровенно говоря, несколько бесцветным человеком. (Он страдал цветовой слепотой и не отличал зеленый цвет от красного. Описанный им эффект называют дальтонизмом.)

Дальтон жил размеренной жизнью. Каждый четверг после обеда он отправлялся играть в кегли. По пути он жадно вдыхал воздух Манчестера, наполненный туманом, озоном и метаном. Будучи человеком, лишенным поэтического чувства, он не наслаждался им, а задавал себе конкретные вопросы: какие элементы входят в воздушную смесь? Вода состоит из кислорода и водорода, почему их определенные количества всегда производят определенное количество воды? Почему когда образуется углекислый газ, когда образуется метан, соотношения масс константны?

В течение всего лета 1803 года Дальтон искал ответы на эти вопросы. Ближе к осени он написал: «Изыскания в области массы элементарных частиц, насколько я знаю, — вещь совершенно новая. Я все последнее время с замечательным успехом занят поиском ответа на этот вопрос». Он догадался, что ответ следует искать в древнегреческой атомистической теории, потому что по сути она верна. Однако для Дальтона атом перестал быть простой абстракцией. Он вполне осязаем, он имеет массу. Атомы одного элемента (Дальтон называет их элементарными частицами) одинаковы, но при этом отличаются от атомов другого вещества. Разница также вполне материальна — она заключается в массе. «Я должен предположить, что существует значительное количество того, что правильнее всего назвать элементарными частицами, которые никогда не преобразуются друг в друга».

В 1805 году Дальтон публикует первую работу, в которой излагает концепцию атомистической теории и объясняет, почему он пришел к таким выводам. Например, если взять один атом углерода, то для получения его двуокиси, которую чаще называют углекислым газом, нам потребуются два атома кислорода.

Если образовать воду из двух атомов кислорода, соединив каждый с необходимым количеством водорода, мы получим одну молекулу воды из одного атома кислорода и одну молекулу воды из другого.

Посмотрим так: масса кислорода, который производит одну молекулу углекислого газа, при соединении с водородом произведет две молекулы воды. Теперь представим, что в смеси нет кислорода. Что мы получим? Тогда мы получаем болотный газ,или метан, в котором углерод соединяется с водородом. Таким образом, при удалении двух атомов кислорода из одной молекулы диоксида углерода и по одному атому из двух молекул воды образуется нужное количество водорода и углерода, чтобы получить метан.

В основе комбинации атомов различных химических элементов лежит постоянство массы каждого из них.

В основе современной атомной теории лежит точная арифметика атомов. Это первый серьезный и глубокий вывод, который вырос из многочисленных размышлений алхимиков о золоте и меди и достиг кульминации в размышлениях Дальтона.

Другой урок, преподнесенный Дальтоном, — эффективность научного подхода. Дальтон был последовательным и убежденным педантом. За пятьдесят семь лет работы в Манчестере в качестве учителя и метеоролога он не пропустил ни одной страницы в метеорологическом дневнике, монотонно записывая все показатели, даже если погода не менялась. С такой же настойчивостью он искал ответы на свои почти детские вопросы, которые задавал, наблюдая за воздухом Манчестера. В этом суть научного подхода — поставьте себе дерзкий вопрос, и он приведет вас к дельному ответу.

Глава 5. Музыка сфер

Математика во многих отношениях является самой сложной и утонченной наукой, по крайней мере мне как математику так кажется. Поэтому я нахожу особое удовольствие в том, что рассказываю о прогрессе в математике как части человеческого знания. Есть некоторые идеи, которые должен включать каждый рассказ о математике: логическая идея доказательства, эмпирическая идея о точности законов природы (и в частности пространства), возникновение понятия операций и переход от статического описания мира к динамическому. Этому и посвящена настоящая глава.

Начну с того, что даже у примитивных народов есть система исчисления. Конечно, они не всегда умеют считать дальше четырех, но они знают, что если к двум предметам прибавить два точно таких же, в сумме получается четыре, — и так будет всегда. С этого фундаментального правила начинается построение многих числовых систем, как правило, существующих в письменном виде и основанных на одних и тех же принципах. Вавилоняне, майя и народ Индии, например, независимо друг от друга изобрели по существу одинаковый способ записи больших чисел в виде последовательности цифр, который мы активно используем в современной жизни.

Таким образом, нет ни места, ни времени, про которые я мог бы определенно заявить: «Арифметика появилась здесь и сейчас». В каждой культуре люди начинали считать и говорить одновременно, поэтому арифметика, как и язык, началась в доисторическое время. Но математика в нашем понимании, оперирующая цифрами, — совершенно иное дело. И чтобы отыскать корни этой легенды, я отправляюсь в морской поход к острову Самос.

В доисторические времена Самос был центром поклонения Гере — Царице Небесной, законной (и очень ревнивой) супруге Зевса. Сохранившийся до наших дней храм Геры, называемый иногда Гераионом, датируется VI веком до н. э., построил его тиран Поликрат. На этом же острове в 580 году до н. э. родился первый гений человечества и основатель греческой математики Пифагор. Из-за разногласий с Поликритом он вынужден был покинуть остров, но, по легенде, долго скрывался от гнева правителя в горах. Доверчивым туристам сегодня с удовольствием показывают маленькую белую пещеру, в которой якобы жил Пифагор.

Самос — волшебный остров, его воздух исполнен морем, зеленью и музыкой. Для меня Самос — остров Просперо из шекспировской «Бури», берег, где ученый стал волшебником. Вероятнее всего, Пифагор казался волшебником своим последователям, поскольку учил, что природой управляют числа. Он говорил, что в природе есть гармония, в основе разнообразия лежит единство, и у него есть язык: числа — это язык природы.

Пифагор нашел основное соотношение между музыкальной гармонией и математикой. История этого дошла до нас только легендой, как народная сказка, но суть его остается точной. Звук, или основной тон, образует вибрация одной натянутой струны. Звуки, которые звучат гармонично с ним, получаются, если разделить струну на равное количество частей: точно на две части, точно на три части, точно на четыре части и т. д. Если точка, где вибрация меньше всего, не попадает на одну из этих точек, звук дисгармоничен.

Таким образом, сдвигая «точку невибрации» по струне, мы распознаем звуки, которые гармоничны. Итак, прижатая на середине струна дает нам обертон, который на октаву выше основного тона. Переместившись еще на 1/3 длины струны, поднимитесь на квинту выше, еще на 1/4 — на кварту и одновременно отдалитесь на две октавы от основного тона. Поднимитесь еще на 1/5 (правда, Пифагор этого сделать не предлагал) — получите звучание терции.

Пифагор доказал, что аккорды, которые звучат гармонично — для западного уха, — соответствуют точному делению струны на целые числа. Пифагорейцам открытие показалось настоящим колдовством: настолько было удивительным и убедительным согласие между природой и числами. На базе обертоновой структуры звука они вместе пришли к выводу, что все законы природы строятся на этом же принципе.

«Слепой арфист». Египет, 1579–1293 годы до н. э.

Например, чтобы вычислить орбиты небесных тел, которые, по их мнению, вращались вокруг Земли, надо связать их с музыкальными интервалами. Иначе говоря, греки утверждали, что все закономерности природы музыкальны, а движения небесных тел они назвали музыкой сфер.

Эти идеи сделали Пифагора провидческой фигурой в философии, почти религиозным лидером, последователи которого образовали тайную секту, возможно, носившую революционный характер. Большинство пифагорейцев были рабами, поэтому их очень утешала доктрина о переселении душ, которая дарила им надежду на счастливую жизнь после смерти.

Я начал разговор с языка цифр, то есть с арифметики, затем перешел к геометрии, когда привел пример описания движения небесных тел. Переход был сделан не случайно. С точки зрения изучения форм мы следуем за природой, она дарит нам образы: кристалл, волна, овал, человеческое тело. Для описания пропорций мы опять же обращаемся к языку чисел. Пионером в этой области был гениальный Пифагор, так что, следуя его логике, я выбрал те математические дисциплины, основы которых он заложил.

Пифагор доказал, что мир звуков подчиняется последовательности целых простых чисел. Он доказывал, что и визуальный мир подчиняется тому же математическому принципу. Это заявление было поразительным! Я смотрю на чудесный красочный пейзаж Греции, на великолепие ее диких природных форм, орфических лощин и бескрайнего моря. Я спрашиваю себя: как за этой дикой красотой хаоса можно увидеть строгую числовую структуру?

Поиск ответа на мой вопрос заставляет вернуться к проблеме исходных констант, отобранных в соответствии с нашим восприятием природных законов, иначе говоря, мы должны определиться с набором эмпирических универсалий. Окружающий мир базируется на двух принципах: вертикали (силе тяжести) и линии горизонта, расположенной к ней под прямым углом. Можно свободно передвигать значения горизонтали или вертикали, не опасаясь, что пропадет прямой угол, который формируют эти две оси. Более того, я могу повернуть угол вокруг каждой из линий, все равно через четыре поворота я вернусь к прямому углу, образованному вектором силы тяжести и линией горизонта.

В визуальном плане, в вертикальной картинке, которую видит наш глаз, прямой угол определяется четырехкратным поворотом. Такое же правило действует для горизонтального мира, в котором мы передвигаемся. Представьте себе плоский мир, нанесенный на карту и сориентированный по компасу. Вот я смотрю через пролив с острова Самос на Малую Азию, прямо на юг. Я использую плашку в виде прямоугольного треугольника как указатель и направлю его вершину на юг, чтобы иметь возможность сделать четыре поворота вокруг оси. Каждый раз я буду поворачивать указатель на 90°, чтобы получить после первого поворота направление на запад, после второго — на север, после третьего — на восток, после четвертого — снова на юг. То есть, совершив оборот на 360°, вершина треугольника вновь будет указывать на Малую Азию, откуда я начал движение.

По этому принципу создан не только окружающий нас мир природы, его соблюдают все строители от доисторических времен до наших дней: вавилоняне учитывали его, когда обустраивали висячие сады, египтяне закладывали его в основу проектов, которые создавали до возведения пирамид. То есть уже в древних культурах на практическом уровне было знание, что есть плотничий (прямоугольный) треугольник, в котором правят соотношения между числами. Вавилонские строители, вероятнее всего, уже с 2000 года до н. э. знали множество формул, индейцы и египтяне — несколько меньше. Египтяне, как кажется, почти всегда использовали треугольник с соотношениями сторон 3:4:5. Однако только в 550 году до н. э. Пифагор перевел это знание из мира эмпирики в мир того, что сегодня мы называем доказательством. То есть он задал вопрос: «Каким образом цифры, образующие этот плотничий треугольник, следуют из того факта, что прямой угол — это то, что можно повернуть четыре раза так, чтобы он указал в ту же сторону?»

Доказательство Пифагора, должно быть, выглядело следующим образом (оно заметно отличается от того, которое приведено в современных школьных учебниках). Четыре высшие точки — юг, запад, север, восток — треугольников, которые образуют крест компаса, — это углы квадрата. Я сдвигаю четыре треугольника таким образом, чтобы длинная сторона каждого заканчивалась на высшей точке соседнего. Теперь я построил квадрат по самой длинной стороне прямоугольных треугольников — по гипотенузе. Чтобы понять, что является частью замкнутой области, а что нет, я заполню маленький внутренний квадрат дополнительной плиткой. (Я использую плитки, поскольку многие узоры в Древнем Риме и на Востоке основаны на этом типе связи между математическим соотношением и размышлениями о природе.)

Теперь у нас есть квадрат на гипотенузе, и мы, конечно, можем это вычислить из квадратов катетов. Но так мы не увидим естественную структуру и сущность фигуры. Нам не нужны вычисления. Просто сыграем в детскую игру, и это откроет перед нами больше любых вычислений. Переместим два треугольника на новые позиции. Подвинем треугольник, указывающий на юг, так, чтобы его гипотенуза была рядом с гипотенузой треугольника, указывающего на север. И переместим треугольник, указывающий на восток, так, чтобы его гипотенуза была рядом с гипотенузой треугольника, указывающего на запад.

Теперь мы создали L-образную фигуру с той же площадью (естественно, ведь она составлена из тех же кусочков), чьи стороны в то же время — катеты прямоугольного треугольника. Теперь я положу делитель, который отделил конец L от верхней палочки. Очевидно, что конец — это квадрат катета треугольника, а вертикальная часть L — это квадрат гипотенузы.

Пифагор доказал общую теорему: не только для египетского треугольника 3:4:5 или любого из вавилонских треугольников, а для каждого треугольника с прямым углом. Он доказал, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, в том и только в том случае, если треугольник содержит прямой угол. Например, стороны 3:4:5 образуют прямоугольный треугольник потому, что:

52=5x5=25=16+9=4x4+3x3=42+З2

Это же правило действует и для вавилонского треугольника, длина сторон которого составляет от 8:15:17 до 3367:3456:4825. Без сомнения, это означает, что вавилоняне хорошо знали арифметику.

Пифагор доказал общую теорему не только для египетского треугольника с соотношением сторон 3:4:5, но и для любого другого, имеющего прямой угол.

Две записи доказательств теоремы Пифагора: китайская печатная и арабская рукописная (датируется 1258 годом).

По сей день теорема Пифагора остается самой важной теоремой математики. Может показаться, что это громко сказано, но Пифагор установил фундаментальную характеристику пространства, в котором мы существуем, и впервые описал его с помощью чисел. И точность этих чисел отражает точность законов, которые управляют Вселенной. Недаром теорему Пифагора предлагают отправить к другим планетам для того, чтобы проверить, есть ли там разумная жизнь.

Дело в том, что теорема Пифагора в том виде, в каком я ее доказал, раскрывает симметрию плоского пространства. Прямой угол становится элементом симметрии, потому что делит плоскость крестообразно. Если допустить, что плоскость основана на симметрии другого рода, то теорема перестанет быть верной, а между сторонами треугольников мы обнаружим другие соотношения. И пространство — такая же важная часть природы, как материя (даже невидимая, как, например, воздух). Вот чему учит нас геометрия. При этом важно, что симметрия пронизывает всю гармонию природы.

Когда Пифагор доказал свою великую теорему он принес жертву музам — сто волов в благодарность за вдохновение. Это был жест гордости и смирения — чувств, переполняющих каждого ученого в день, когда он достигает результата и объявляет: «Я нашел ключ к структуре самой природы».

Последователи видели в Пифагоре не только философа, но и в немалой степени религиозного лидера. Причины этого кроются в сильном азиатском влиянии, которое испытывала вся греческая культура и про которое мы частенько забываем. Мы привыкли считать Грецию частью западной культуры, но Самос, центр классической Греции, находится в миле от побережья Малой Азии. Через его порты и школы идеи восточных мудрецов достигали Греции, а спустя несколько веков, как ни странно, стали распространяться в обратном направлении — задолго до того, как попали в Западную Европу.

Знания совершают потрясающие путешествия, и то, что кажется нам разрывом во времени, часто оборачивается медленным прогрессом от места к месту, от одного города к другому. Караваны везут вместе с товарами и методы торговли своих стран — единицы измерения, методы расчета, — и техники и идеи идут туда же, куда и они, через Азию и Северную Африку. Так и математика Пифагора не пришла к нам напрямую. В стройную систему ее преобразовал другой человек, живший в 300-х годах до н. э. в Александрии, крупном городе, расположенном на берегу полноводного Нила. Он же сделал эту систему известной. Имя этого человека — Евклид.

Совершенно очевидно, что он принадлежал к пифагорейской традиции и был ее бескорыстным и верным последователем. Известно, что в ответ на вопрос одного из своего учеников о практическом применении теоремы Пифагора Евклид сказал рабу: «Он хочет получить прибыль от обучения. Дай ему монетку». Порицание, возможно, было парафразом девиза пифагорейского братства, который грубо можно перевести так: «График и шаг, не график и монетка». «Шаг» здесь — это шаг вперед в познании, или то, что я называю восхождением человечества.

Влияние Евклида как модели математического рассуждения было огромным и устойчивым. Его книгу «Начала» переводили на латынь, арабский, еврейский и многие европейские языки, а по числу переизданий она уступает только Библии. Меня обучал математике человек, который все еще цитировал теоремы геометрии по числам, присвоенным им Евклидом, и пятьдесят лет назад это вовсе не было редкостью, а, наоборот, обычной вещью. В биографии Томаса Гоббса, опубликованной в 1680 году знаменитым антикваром и автором многих других биографий Джоном Обри, тот написал, что в зрелом возрасте Гоббс всерьез увлекся геометрией, после того как увидел в библиотеке издание «Начал» раскрытым на «47 Element libri I». Предложение 47 и есть знаменитая теорема Пифагора.

Астрономия была другой популярной наукой, которой охотно занимались в Александрии в начале I тыс. н. э. Свидетельство этого мы находим в библейском сюжете о том, как три мудреца следовали за светом Вифлеемской звезды. Можно сделать вывод, что эти мудрецы были звездочетами. Секрет небес, который мудрецы искали в античности, был открыт греком Клавдием Птолемеем, работавшим в Александрии около 150 года н. э. Его работы дошли до европейцев в арабских текстах, многие оригиналы были утеряны или уничтожены во время разорения Александрийской библиотеки в 389 году фанатиками-христианами, в ходе других войн и вторжений, прокатившихся по восточной части Средиземноморья в Средние века.

Модель небес, выстроенная Птолемеем, представляет собой восхитительно сложную систему, основанную на простой аналогии: Луна обращается вокруг Земли, значит, Солнце и остальные планеты делают то же самое (александрийские астрономы включали Луну и Солнце в число планет). Греки считали, что совершенная траектория есть круг, поэтому Птолемей описал круговое движение всех крупных небесных тел. Созданная им система циклов и эпициклов кажется нам простодушной и искусственной. Тем не менее она была красивым и работающим изобретением, кроме того, в нее безоговорочно верили арабы и христиане Средних веков. Система Птолемея просуществовала без малого четырнадцать столетий — гораздо дольше, чем многие современные теории.

Остановимся на минуту, чтобы понять, почему столь рано зародившаяся астрономия стала изящным и искусным прообразом физической науки. Пробудили любопытство человека сами звезды — невероятные природные объекты, с давних времен привлекавшие его внимание. Казалось бы, собственное тело должно быть для человека гораздо интереснее. Почему же астрономия опередила медицину? Почему врачи обращались к звездам, чтобы получить предсказание о благоприятных и опасных влияниях на жизнь пациента, ведь надежда на мощь астрологии — это отказ от медицины как науки? С моей точки зрения, основная причина заключается в том, что наблюдаемое движение небесных тел оказалось вычислимым и с ранних времен (скажем, III тыс. до н. э. в Вавилоне) исследовалось математически. Главенство астрономии зиждется на возможности подступиться к ней с математическим аппаратом, а прогресс в физике и — недавно — в биологии в равной мере зависел от формулировок законов, которые возможно представить в виде математических моделей.

Зачастую рождению новых идей способствует конкретный импульс. На пути восхождения человечества таким мощным импульсом стал приход ислама через шестьсот лет после рождения Христа. Мусульманство начиналось как локальное явление, но когда в 630 году Магомет завоевал Мекку, оно распространилось на юг как вихрь. За сто лет ислам дошел до Александрии, Багдада, ставшего центром ученого мира, и до Исфахана в Персии. В 730-е годы мусульманская империя простиралась от Испании и Южной Франции до Китая и Индии. Она была сильным и богатым государством, в то время как Европа погружалась во мрак Средневековья.

Мусульмане-завоеватели с пылом клептоманов начали осваивать достижения науки покоренных народов. С собой же они принесли довольно слабые простые навыки.

Например, первые купольные мечети возводились с применением инструментов, едва ли более сложных, чем угольник древнего строителя. Одна из таких мечетей — Масджид-и-Джами (Пятничная мечеть) в Исфахане действует и сегодня. Она входит в число самых ранних памятников мусульманской архитектуры. В таких центрах учение Греции и всего Востока собиралось, изучалось и видоизменялось.

Магомет установил, что ислам не должен стать религией чудес, поэтому в интеллектуальном плане он основывался на созерцании и анализе. Поклоняются адепты этой религии обезличенному и формализованному божеству, потому что мусульманская мистика держится не на крови, вине, плоти и хлебе, а на сверхъестественном, неземном экстазе.

Аллах — Свет небес и земли. Его свет в душе верующего подобен нише, в которой находится светильник. Светильник заключен в стекло, а стекло подобно жемчужной звезде. В храмах, построенных во имя Аллаха, люди будут восхвалять его утром и вечером. От молитвы во славу Господню их не отвлечет ни торговля, ни прибыль.

Одним из первых греческих изобретений, освоенным мусульманами, стала астролябия. Это примитивный астрономический инструмент, позволяющий довольно приблизительно определить высоту Солнца или звезды. Однако сопоставив единичное наблюдение с одной или несколькими звездными картами, астролябия давала сложную схему расчетов, благодаря которым можно определить широту, время восхода и заката, а также время совершать намаз или направление, в котором находится Мекка. Украшения, которые они наносили на такие карты, имели исключительно религиозный характер и подчеркивали их мистическое значение.

Долгое время астролябии служили карманными часами и логарифмической линейкой одновременно. В учебнике, составленном в 1391 году поэтом Джеффри Чосером для своего сына, он обучал его пользоваться астролябией. Основой этого пособия стал текст арабского астронома, написанный в VIII веке.

Возможность делать математические расчеты привела мавританских ученых в восторг. Они занялись математикой с огромным энтузиазмом, искали и находили множество остроумных решений, которые применяли в механических устройствах и машинах, и даже сделали в халифате Багдад в XIII веке астрологический или астрономический компьютер, напоминающий автоматический календарь. Он, конечно, не был приспособлен для серьезных вычислений, но стал свидетельством мастерства механиков и их страсти к игре с числами.

Самым главным новшеством, которое привнесли в историю цивилизации нетерпеливые и любознательные арабские ученые, стала новая система цифровой записи чисел. В Европе в то время по-прежнему пользовались римскими цифрами, неуклюжими и громоздкими. Например, число 1825 записывалось как MDCCCXXV, потому что представляло собой сумму: М=1000, D=500, 300=С+С+С=100+100+100, 20=X+X, 5=V. Мусульманские ученые заменили эти сложные построения современной десятичной системой, которую мы до сегодняшнего дня называем арабской. В арабском манускрипте в верхнем ряду написаны цифры 18 и 25. Мы распознаем 1 и 2 как наши родные цифры (хотя двойка стоит на кончике). Чтобы написать 1825, нужно просто поставить друг за другом четыре символа, начиная с первого, поскольку на этом месте каждый символ показывает, что он обозначает, — тысячи, сотни, десятки, единицы.

Тем не менее система, описывающая величину местом, должна предусматривать символ для обозначения пустого пространства или отсутствующей вещи. Арабским ученым принадлежит честь изобретения нуля (zero). Вместе с этой цифрой они ввели в оборот слова: шифр (cipher), алгебра (algebra), альманах (almanac), зенит (zenith) и десятки других терминов математики и астрономии. Десятичную систему исчисления арабы заимствовали в Индии в 750-х годах н. э. Европа же не признавала эту систему еще пять веков.

Огромный размер мавританской империи превратил ее в своеобразную ярмарку знаний, на которой свободно работали ученые-еретики из числа несториан на Востоке и неверных евреев на Западе. Мусульмане пытались обратить других в свою религию, но не пренебрегали их знаниями. Памятником этой замечательной эпохи мы считаем восточный персидский город Исфахан и западную Альгамбру, расположенную в Южной Испании.

По внешнему облику Альгамбра представляет собой квадратную надежную крепость, в архитектуре которой ничто не намекает на арабские формы. Чтобы увидеть ее истинное лицо, надо войти внутрь — увидишь дворец, который создан по образцу рая. Альгамбра — это позднее произведение. В ней чувствуется усталость империи, миновавшей пик своего величия, но тихой и безопасной. Молитвы в таких мечетях и дворцах стали чувственными и успокоительными. Они зазвучали, словно музыка волн, извилистые линии которых пронизывают все арабские мелодии, хотя манера пения и строй основаны на учении Пифагора о музыке. Каждый дворец, в свою очередь, — отзвук и память о мечте, сквозь которую плыл султан (ибо он не ходил, а его носили). Альгамбра — наиболее полное земное воплощение описания рая из Корана.

Именно им уготованы сады Эдема, в которых текут реки. Они будут украшены золотыми браслетами и облачены в зеленые одеяния из атласа и парчи. Они будут возлежать там на ложах, прислонившись. Замечательное вознаграждение и прекрасная обитель!

Альгамбра считается последним и самым изысканным памятником арабской цивилизации в Европе. Последний мавританский султан властвовал над этой землей до 1492 года, когда Изабелла I Кастильская уже финансировала путешествие Колумба. Обилием внутренних двориков и комнат Альгамбра напоминает пчелиные соты. Однако самой секретной считается Сала де лас Камас — одна из комнат гарема. Сюда жены и наложницы султана приходили отдыхать обнаженными после ароматических ванн. Для них играли слепые музыканты, им прислуживали евнухи. Султан наблюдал за этой сценой сверху и бросал яблоко той, что должна была провести с ним ночь.

В западной цивилизации подобное помещение было бы расписано чудесными рисунками, посвященными прекрасным женским формам, и эротическими картинками. В гареме все иначе: Коран запрещает изображать человеческое тело. Также было запрещено изучение анатомии, что заметно тормозило развитие естественных наук в арабском мире. Вместо эротических рисунков стены гарема в Альгамбре расписаны простыми геометрическими узорами. В арабской цивилизации художник был математиком. Орнаменты отражают те вершины, которых арабам удалось достичь, изучая свойства и симметрию того двумерного пространства, которое мы сегодня называем евклидовой плоскостью. Эту симметрию математически впервые описал Пифагор.

Среди огромного богатства узоров я для начала выделю один — самый простой. Он основан на ритмичном повторении мотива из двух темных горизонтальных листьев и их перекличке с аналогичными вертикальными фигурами. Бросающаяся в глаза симметрия — это параллельный сдвиг узора и либо горизонтальное, либо вертикальное его отражение. Заметьте, что арабы очень любят конструкции, в которых темные и светлые элементы рисунка идентичны. Если внимательно вглядеться, не обращая внимания на цвет, то можно увидеть, что новый лист получается, если предыдущий повернуть точно под прямым углом. Затем, не меняя оси вращения, опять повернем лист на 90° — получим третью фигуру, снова поворот — и мы получили четвертую фигуру. Подобное вращение очень гармонично и правильно закручивает весь орнамент: каждый лист в орнаменте прибывает на расположение другого листа, как бы далеко от центра вращения он ни отстоял.

Отражение по горизонтали — это двусторонняя симметрия цветного узора, и таково же отражение по вертикали. Но если игнорировать цвета, мы увидим четырехстороннюю симметрию. Она получается четырехкратным поворотом фигуры на 90°.

Точно так же мы с вами раньше доказали теорему Пифагора, поэтому нераскрашенный орнамент своей симметрией напоминает пифагоров квадрат.

Теперь обратимся к более тонким рисункам: четырехцветные треугольные фигуры, похожие на флаги на ветру, отображает один очень простой вид симметрии, в двух направлениях. Можно сдвинуть раппорт по вертикали или по горизонтали. Волнистость здесь также играет роль. Редко можно найти узор, который не допускает отражения, потому что все треугольники поворачиваются вправо, а отражение развернуло бы их влево.

Теперь рассмотрим подробно все треугольные фигуры, чтобы понять, чем они различаются между собой. Во-первых, эти элементы образуют две большие группы, разделяемые по тону, — темную и светлую. Мы видим также симметрию вращения. Сосредоточьте внимание на центре, в котором сходятся вершины всех шести фигур. Обратите внимание, что светлая и темная фигуры чередуются. Темный треугольник можно повернуть так, чтобы он занял положение следующего темного треугольника, затем следующего и, наконец, вернулся в исходное положение, — тройная симметрия, вокруг которой вращается весь узор.

Но это не все возможные виды симметрии. Забудьте про цвет совсем. Обратите внимание: мы можем повернуть фигуру вокруг центра, потому что все треугольники одинаковы по форме. Это шестерная симметрия, которая изучена нами лучше всего, так как это симметрия снежинки.

Тут нематематик имеет право спросить: «Извините, конечно, но какое отношение все это имеет к математике? Неужели серьезные арабские мыслители тратили свое драгоценное время на такие игры, не говоря уже о современных ученых?» Дам неожиданный ответ: это не игра. Подобные эксперименты помогают понять то, с чем мы сталкиваемся ежедневно и ежечасно, потому что живем в трехмерном мире и все категории этого пространства неразрывны. Решая простые двумерные задачи, связанные с рисунками, мы открываем потаенные законы, управляющие нашим пространством. Они прежде всего касаются определенных видов симметрии, которые существуют не только в искусственных моделях. Они заложены в фундаментальные основы жизни, созданные самой природой, — в структуры атомов.

Наиболее явно эти структуры можно отследить в кристаллах. Посмотрите на необработанный исландский шпат. Вы удивитесь и невольно зададите себе вопрос: почему он имеет такую правильную форму? Почему его грани плоские? Но таковы кристаллы, мы привыкли видеть их правильными и симметричными, но почему? Они не сделаны человеком, такими их создает природа. Двумерная плоскость позволяет понять, как материя образуется из атомов, которые собираются в структуры один к одному. В конечном итоге они складываются в узоры, похожие на симметричные мавританские орнаменты, которые я проанализировал.

Возьмите, например, красивый куб пирита или самый изысканный кристалл флюорита, имеющий восьмигранную форму (кстати сказать, это также естественная форма алмаза). Их симметрия обусловлена трехмерностью пространства, в котором мы живем. И никакие структуры, созданные атомами, не могут нарушить этот важнейший закон природы. Как элементы узора, атомы в кристалле укладываются во всех направлениях. Таким образом, кристалл, как и узор, должен иметь форму, которая может расширяться или повторяться во всех направлениях до бесконечности. Вот почему грани кристалла могут иметь только определенные формы — в паттерне есть только симметрия. Возможна двусторонняя, четырехсторонняя, шестисторонняя симметрия и не более. Но не пятисторонняя. Вы не можете сделать так, чтобы атомы образовали пять треугольников, которые одновременно вписались бы в пространство.

Разработка различных орнаментов и исследование на практике возможностей симметрий пространства (по крайней мере в двух измерениях) стали великими достижениями арабских математиков. И у того мира есть замечательная законченность. Султан, обнаженные наложницы, евнухи и слепые музыканты создали замечательный формальный узор, в котором исследование существующего было идеальным, но который не менялся. По этой причине развитие мысли остановилось до тех пор, пока не пришло время для нового шага в восхождении человека.

Христианство начало отвоевывать свои позиции, и точкой отсчета стала Северная Испания с начала I тыс. н. э., точнее деревня Сантильяна, расположенная на прибрежной полосе, которую мусульмане не завоевали. Религиозность крестьян выражалась в простых изображениях, украшавших стены сельской церкви, — вола, осла, Агнца Божьего. Анималистические сюжеты были немыслимы в мусульманском искусстве. И не только изображения животных были разрешены, Божий сын — это ребенок, а Богоматерь — женщина и объект обращения с личной молитвой. Когда мы видим статую Девы Марии в процессии, мы попадаем в другую Вселенную: не абстрактных узоров, а жизни во всей ее полноте.

Когда христианство отвоевало Испанию обратно, возник замечательный калейдоскоп. Мусульмане, христиане и иудеи смешались и создали удивительную культуру из разных вероисповеданий. Плавильным котлом для них в 1085 году стал город Толедо. Отсюда в христианскую Европу попадали все классические труды, которые арабы привезли из Греции, Ближнего Востока и Азии.

Мы привыкли считать, что родина Возрождения — Италия. Однако зерно этой великой эпохи проросло в XII веке в знаменитой испанской школе переводчиков, расположенной в Толедо. Ее наставники и ученики переводили на латынь с забытого Европой греческого языка через арабский и иврит работы выдающихся древних ученых. В Толедо, среди других интеллектуальных нововведений, появились первые астрономические таблицы, энциклопедии звездного неба. Что характерно, таблицы составлялись в соответствии с христианскими канонами, но числа были записаны арабскими цифрами, что делает их почти современными.

Самый блестящий и наиболее известный из переводчиков — Герард Кремонский, который приехал в Толедо из Италии, чтобы отыскать копию книги Птолемея «Альмагест». Увидев кроме нужного фолианта труды Архимеда, Гиппократа, Галена, Евклида и других классиков греческой науки, он решил остаться в городе и перевести эти тексты на латынь.

Однако лично для меня самым замечательными, оказавшими влияние на дальнейшее развитие европейской и мировой науки стали переводы трудов человека, имевшего отнюдь не греческое происхождение. Я обратил на него внимание, потому что именно он понял, как важно воспринимать вещи в объеме. Ведь именно в этом вопросе греки тотально заблуждались. Этот человек, араб по происхождению, чей ум отличали оригинальность и смелость, жил в начале I тыс. до н. э., мы зовем его Альхазен. Его настоящее имя — Ибн аль-Хайсам. Греки думали, что свет поступает от глаз к объекту. Альхазен первым установил, что предмет отражает падающие на него лучи, которые человеческий глаз только воспринимает. Греки не могли объяснить, почему кажется, будто при движении размеры объекта (например, моей руки) изменяются. Арабский ученый ясно понял, что конус лучей, отражающихся от моей руки, будет становиться уже по мере того, как я стану отодвигать ее от вас. Если же я приближу руку к вам, пучок света, попадающий в ваши глаза, расширится. Это настолько просто, что удивительно, как ученые могли не уделять этому внимание (Роджер Бэкон здесь исключение) в течение почти 600 лет. Зато идею отраженного пучка лучей гораздо раньше оценили живописцы. Они построили на ней учение о перспективе. А перспектива — это новая идея, благодаря которой математика сейчас переживает расцвет.

Перспектива проникла в творчество художников Северной Италии, Флоренции и Венеции, в XV веке. Труд Альхазена «Книга оптики», перевод которого хранился в библиотеке Ватикана, снабжен комментариями Лоренцо Гиберти, автора великолепных бронзовых врат во флорентийском баптистерии. Но следует сказать, что он не был первым, кто исследовал перспективу. Вероятнее всего, первым к таким опытам приступил великий итальянский скульптор и архитектор Филиппо Брунеллески, который стремился не только реалистично показать объект, но и сохранить ощущение движения в пространстве.

Прогресс очевиден, особенно если сравнить картины, построенные на перспективе, с более ранними произведениями. Вспомните, например, полотно Витторе Карпаччо, где святая Урсула изображена в венецианском порту (1495 год). Художник сумел передать трехмерность пространства, — точно так же объем и глубина появились в новом звучании европейской музыки. Но важнее то, что в картине, как и в музыкальных гармониях, появилась динамика. Обитатели картины подвижны, и мы видим, что глаз художника следит за их движением.

Для сравнения возьмем фреску Флоренции, написанную за столетие до того, где-то в 1350 году. Это взгляд на город из-за стены, и художник несколько наивно смотрит через стены и крыши домов, которые будто бы расположены ярусами. Но дело здесь не в нехватке мастерства. В середине XIV века канон обязывал живописцев изображать предметы такими, какие они есть, а не как они выглядят. Это взгляд Бога, карта вечной истины.

У художника, использующего перспективу, иные намерения. Он сознательно уводит нас от абсолюта и абстрактного взгляда. Для нас фиксируется не место, а момент, и момент скоротечный: больше точка зрения во времени, а не в пространстве. Все это было достигнуто с помощью точных математических инструментов. Их применение скрупулезно зафиксировал немецкий художник Альбрехт Дюрер, приехавший в 1506 году в Италию, чтобы обучиться «секретному искусству перспективы». Конечно, Дюрер и сам фиксировал моменты времени, если мы воссоздадим обстановку, то увидим, как художник выбирает драматический момент. Вот он идет вокруг модели, останавливается. Идет дальше, замирает. Как фотозатвор, он щелкает в самый сильный момент, когда видит, как раскрывается модель. Для художника перспектива не просто точка обзора, а активное и непрерывное действие.

Сначала обычным делом было использовать прицел и сетку, чтобы удержать мгновение. Прицельное устройство пришло из астрономии, а расчерченная на квадраты бумага, на которой рисовали картину теперь незаменимое подспорье в математике. Вспомните работу Дюрера «Поклонение волхвов». Художник нашел удивительные средства, чтобы передать ощущение реальности происходящего здесь и сейчас: румянец на щеках Богоматери, изображение вола и осла на дальнем плане. Три мудреца с востока нашли свою звезду и она знаменовала рождение новой эпохи.

Обратите внимание на чашу помещенную Дюрером в центр полотна, она была образцом для преподавания перспективы. Например, у нас есть детальный рисунок чаши Учелло, мы можем воссоздать его на компьютере. Его глаз работал, как вращающаяся платформа, исследуя меняющуюся форму то, как круги вытягиваются в овалы, и ловя момент времени как след в пространстве.

Анализ движения объекта и его изменения, который я делаю на компьютере, был чужд греческим и мусульманским умам. Они всегда искали неизменность и статичность, вневременной мир идеального порядка. Верхом совершенства они считали круг, который сделали траекторией движения всех предметов, что обеспечивало гармонию сфер. По этой причине система Птолемея была построена из кругов, благодаря чему время текло равномерно и невозмутимо.

В реальном мире движения не могут быть одинаковыми: они изменяют направление и скорость в каждый момент времени, поэтому величины, которыми мы обозначаем их значения, должны быть переменными.

Момент времени как след в пространстве.

Паоло Учелло. Детальный рисунок чаши.

Это теоретическая проблема для небес, но вполне реальная и насущная для земли. Нам нужно рассчитывать полет снаряда, рост растения, падение капли воды — процессы, которые сопровождаются резкими изменениями формы и направления движения. Живописцы Ренессанса не имели технических средств, чтобы запечатлеть каждый конкретный момент времени. Однако у них были другие, не менее совершенные инструменты — внутреннее зрение художника и математическая логика.

После 1600 года Иоганн Кеплер укрепился в мысли, что планеты не движутся однотипно по кругу. Их траектории всегда имеют формы эллипса, потому что разные участки пути небесные тела проходят на разных скоростях. Тогда же он пришел к выводу, что старая математика, ориентированная на равномерное движение статических моделей, не работает и ученым нужен новый инструментарий, позволяющий изучать движение в каждый конкретный момент времени.

Математические методы, которые позволили изучать моментальное движение, были изобретены двумя гениями XVII века — Исааком Ньютоном и Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Это сегодня мы воспринимаем время как неотъемлемую характеристику природы, но так было не всегда. Именно эти двое привнесли в науку понятия «касательная», «ускорение», «наклон», «бесконечность», «дифференциал». Началось все с забытого нынче слова — флюксия. Его придумал Ньютон. Сегодня мы называем это математическое понятие производной, и оно действительно оказалось лучшим инструментом для определения временного потока. Лейбниц на основании флюксий разработал дифференциальное исчисление. Однако воспринимать и изобретение производных, и внедрение дифференциалов только как методологические усовершенствования — значит упустить их реальное содержание. С появлением в математике этих двух идей наука стала зеркалом движения человеческой мысли, что позволило человечеству осознать свое творческое, созидательное начало. Эти изобретения стали еще одним шагом на пути восхождения человека. Техническая сторона дела, которая во многом определяет результат, как ни странно, представляется величиной бесконечно малой. Смысл и масштаб этих открытий осознаешь после того, как оцениваешь, какой интеллектуальный прорыв совершили Ньютон и Лейбниц. Мы оставим профессионалам обсуждение технической стороны их изобретений, а назовем ее математикой перемен.

Законы природы всегда описывались числами с тех самых пор, как Пифагор сказал, что числа — это язык природы. Но теперь язык природы должен был включить числа, которые описывали бы время. Законы природы становятся законами движения, а природа становится не серией статичных картинок, а процессом.

Глава 6. Звездный вестник

Первой наукой в современном смысле этого слова, зародившейся в средиземноморской цивилизации, была астрономия, так что будет естественно перейти от математики к ней. Астрономия недаром служила образцом для других наук — все ее категории и понятия можно представить в точных числах. Тот факт, что я выделил эту науку, не связан с моей прихотью. Но моя прихоть — начать рассказ о первой науке в Средиземноморье с Нового Света.

Зачатки астрономии существуют у всех народов мира, очевидно, что она была очень важна для них. Одна из причин ее популярности понятна. Астрономия обобщает знания, которые собирают в течение всего года. Например, люди издавна следят за движением солнца и его высотой над линией горизонта, чтобы прогнозировать погоду. Наблюдая за солнцем, они занимались сельским хозяйством, скотоводством и прочими делами. У всех оседлых культур был календарь, и это было так же справедливо для Нового Света, как и для древних вавилонян и египтян.

Вспомним, к примеру, цивилизацию индейцев майя. Они жили в начале I тыс. н. э. на перешейке, который соединял Северную Америку с Южной и омывался водами Атлантического и Тихого океанов. Культура этого народа претендует на звание самой развитой среди всех американских доколумбовых цивилизаций. У майя была письменность, они владели ремеслами, умели строить сложные здания. В высоких островерхих ступенчатых пирамидах, входящих в состав храмовых комплексов, работали астрономы. Портреты некоторых из них вырезаны в алтарном камне, дошедшем до наших дней. Алтарь увековечивает древний астрономический конгресс, который состоялся в 776 году. Шестнадцать математиков прибыли в знаменитый центр науки майя, священный город Копан в Центральной Америке.

Арифметическая система майя значительно превосходила европейскую. Например, у них имелся специальный символ для нуля. Они были отличные математики. Тем не менее они не сумели разработать карту звездного неба и создали только самую простую схему движения небесных тел. Вместо науки они увлеклись ритуалом и искусством, наблюдая и фиксируя в обрядах, легендах и стихах течение времени.

Во время великого собрания, которое майя провели в 776 году в Копане, жрецы-астрономы столкнулись с большими трудностями. Можно было бы предположить, что причина, которая заставила достопочтенных делегатов прибыть из разных мест, заключается в наличии какой-то проблемы с наблюдением. Но в таком случае мы бы ошиблись. Конгресс был созван, чтобы решить арифметическую проблему с вычислениями, постоянно занимавшую хранителей календаря майя. У майя имелось два календаря — священный и светский. Дни по этим календарям шли вразнобой. Главную задачу собрания его участники определили так: синхронизировать священное и светское время. Астрономы майя знали только простые правила движения планет по небосклону, не имея представления о том, как это устроено. Идея астрономии была чисто формальной, средством правильного ведения календарей. Вот и все, чего достигли делегаты в 776 году, когда гордо позировали для портретов.

Но астрономия не ограничивается календарем. Существует иная возможность, которую открывает эта наука для ранних цивилизаций, но она не является универсальной. Движение звезд в ночном небе указывало путешественникам дорогу, особенно мореходам, которым больше не на что было ориентироваться. Вот что значила астрономия для средиземноморских мореплавателей Старого Света. Насколько нам известно, люди Нового Света не использовали астрономию в качестве путеводителя при путешествиях по земле и воде. А без астрономических знаний невозможно пройти длинное расстояние и вернуться или прикинуть очертания суши и моря. Колумб пользовался по нашим меркам примитивной астрономией, отправившись в путешествие на другой конец света: например, он полагал, что Земля гораздо меньше, чем она есть на самом деле. Но Колумб открыл Новый Свет. В отличие от европейцев аборигены не предполагали, что Земля круглая, поэтому не планировали и не совершали кругосветных путешествий. Так и получилось, что Новый Свет обнаружил житель Старого, а не наоборот.

При этом хочу заметить, что астрономия не вершина науки или изобретательства. Она скорее демонстрирует склад людского темперамента и ума, который лежит в основе каждой культуры. Например, средиземноморские мореплаватели были любознательными, но логичными, то есть их характер — сплав эмпирического знания с рациональным началом, а американские индейцы были лишены подобного удачного сочетания.

Можно ли сказать, что доколумбовы цивилизации ничего не дали человечеству? Конечно, нельзя. Даже примитивная культура острова Пасхи оставила после себя легендарные огромные статуи. Во всем мире больше нет ничего подобного, и люди задают о них кучу неважных и важных вопросов. Как их можно было сделать? Как их передвигали? Для чего они предназначались? Вопросов много. Однако на самом деле все это неважно. Вспомните, что в Европе существовали и более ранние неолитические памятники (Стоунхендж, Эйвбери). Они создавались за счет общих усилий целых народов — вот и всё.

Итак, величина статуй и доставка их на остров вовсе не загадочны. Интересно другое: почему они такие одинаковые? Они сидят там, как Диогены в бочках, обратив к небу пустые глазницы, смотрят на движение солнца и звезд, не пытаясь понять их. Когда голландцы открыли остров Пасхи в 1722 году, то решили, что он напоминает рай на земле. Не соглашусь. Рай нельзя создать простым повторением, однообразным, как круги, которые описывает по клетке плененный хищник. Лица моаи застывшие, словно стоп-кадр в фильме, потому что они представляют нам цивилизацию, не преодолевшую первую ступень восхождения к рациональному знанию. Это провал американских доколумбовых культур, вымирающих в собственном символическом ледниковом периоде.

Более тысячи миль отделяют остров Пасхи от ближайшего населенного острова Питкэрн на западе. На востоке в более чем 15 тысячах миль расположены острова Хуан-Фернандес (на одном из них провел несколько лет Александр Селькирк, прототип Робинзона Крузо). Подобные расстояния не преодолеть, если у вас нет надежной карты звездного неба, по которой можно ориентироваться, прокладывая путь. Часто спрашивают: как люди прибыли на остров Пасхи? Они нашли его случайно, без сомнения. Интересно другое: почему они оттуда не уехали? Ответ ясен: они не могли этого сделать, потому что не умели ориентироваться по звездам.

Причина их неумения очевидна: в Южном полушарии нет Полярной звезды. Мы знаем, что она играет очень важную роль в миграции птиц, которые находят по ней свой путь. Вероятнее всего, именно по этой причине в Южном полушарии миграция птиц встречается значительно реже.

Отсутствие Полярной звезды могло быть значимым в Южном полушарии, но не для всего Нового Света, потому что есть Центральная Америка, есть Мексика и другие земли, где также не развилась астрономия, но которые расположены севернее экватора.

Что было не так? Никто не знает. Я думаю, что им не хватало великого динамического символа, который двигал Старым Светом, а именно колеса. Для них колесо было игрушкой. В Европе же на этой фигуре основывалось все — от науки и религии до поэзии. Представление о небесах, движущихся вокруг центра, вдохновило Христофора Колумба на путешествие, а центром была круглая Земля. Он унаследовал этот образ от древних греков, которые считали, что звезды закреплены на сферах, которые звучат музыкой, когда те двигаются. Колеса внутри колес. То была система Птолемея, просуществовавшая более тысячи лет.

На основании этой модели в 1350 году за сто лет до путешествия Колумба, европейский врач сделал превосходный часовой механизм. Имя мастера — Джованни де Донди из Падуи. На работу ему потребовалось шестнадцать лет. К сожалению, оригинальный механизм утрачен, но сохранились чертежи де Донди, по которым инженеры Смитсоновского института в Вашингтоне сумели воссоздать чудесное творение этого итальянца. Сегодня его Астрариум считается классикой астрономии.

В Астрариуме удивляет не столько механическое устройство, сколько воплощение идеи, сформулированной Аристотелем, Птолемеем и другими греками. Часы де Донди — это их взгляд на планеты, как они видны с Земли. С Земли видны семь планет — или так думали древние, так как причисляли Солнце к планетам. Так что у часов было семь циферблатов, по одному на планету. Путь планеты на циферблате — это (приблизительно) путь, который мы видим с Земли, — часы так же точны, как и наблюдение в то время, когда оно было сделано. Если путь с Земли кажется круглым, он круглый и на циферблате, все просто. Если путь планеты закольцовывался, де Донти использовал механическую комбинацию колес, которая копировала эпициклы (круги на кругах), как их описывал Птолемей.

Во-первых, простой круг совершало Солнце. Следующий циферблат изображал Марс и его путь по эпициклу. Затем Юпитер: более сложные колеса внутри колес. Затем Сатурн: колеса внутри колес. И вот мы добрались до Луны — ее циферблат простой, а путь круглый. Диски Меркурия и Венеры, находящихся между Землей и Солнцем, снова двигались по малым окружностям, вписанным в большие.

Эту сложнейшую, поразительную концепцию греки сумели создать еще в 150 году, достигнув весьма заметных успехов в математике. Однако модель не была совершенной, потому что вместо одного купола неба, которое мы видим над собой, пришлось выстраивать семь. Исправить ошибку не представлялось возможным до 1543 года — то есть до тех пор, пока Коперник не поставил Солнце в центр системы.

Николай Коперник, родившийся в 1473 году в Польше, был выдающимся интеллектуалом, проповедником и гуманистом. Медицину и право он изучал в Италии. Коперник реформировал денежную систему Польши, а папа римский просил его помощи в реформе календаря. По крайней мере двадцать лет своей жизни он посвятил современной ему мысли о простоте природы. Он задался вопросом: почему движения планет кажутся такими сложными? И довольно быстро нашел ответ: потому что мы смотрим на небесные тела с Земли, считая ее центром Вселенной. А почему бы не взглянуть на них с другой точки зрения? Это были хорошие для Возрождения причины, больше эмоциональные, чем логичные, которые привели его к выбору Солнца на роль центра Мироздания.

В середине всего находится Солнце. Действительно, в таком великолепнейшем храме кто мог бы поместить этот светильник в другом и лучшем месте, как не в том, откуда он может одновременно все освещать. Ведь не напрасно некоторые называют Солнце светильником мира, другие — умом его, а третьи — правителем. Гермес Трисмегист называет его видимым богом, а Софоклова Электра — всевидящим. Конечно, именно так Солнце, как бы восседая на царском троне, правит обходящей вокруг него семьей светил.

Коперник поставил Солнце в центр Вселенной в 1543 году.

Две страницы из книги «О вращении небесных сфер».

Мы знаем, что Коперник долго обдумывал мысль о Солнце как о центре планетарной системы. Возможно, за несколько лет до своего сорокалетия он написал пробный набросок без расчетов. Так или иначе, идея в те годы религиозного подъема выглядела крайне несвоевременной. В 1543 году, когда Копернику почти исполнились семьдесят лет, он наконец опубликовал сделанное им математическое описание небес, которое назвал «О вращении небесных тел, или Революционный взгляд на небесные сферы как на единую систему, движущуюся вокруг Солнца». Слово «революция» он вполне сознательно употребил в современном нам смысле. В том же году ученый скончался, говорят, свой труд он видел опубликованным один раз, находясь на смертном одре.

Ренессанс стремительно наступал во всем — в религии, искусстве, литературе, музыке и даже в математике. Проявлялось это в лобовых столкновениях новых теорий со средневековой системой. Нам место, которое занимали механика Аристотеля и астрономия Птолемея в средневековой науке, кажется случайным, для современников же Коперника они отражали видимый порядок вещей. Колесо, древнегреческий символ идеального движения, стало оцепеневшим богом, таким же неподвижным, как календарь майя или идолы острова Пасхи.

Современникам система Коперника показалась неестественной, хотя планеты и двигались по кругу (позже молодой ученый из Праги Иоганн Кеплер уточнит, что их орбиты имеют форму эллипса). Однако различия между кругом и овалом не интересовали тогда ни ученых, ни простолюдинов. Они свято верили, что планеты движутся вокруг Земли. Этот постулат был символом веры, возведенным в Абсолют, как будто придумал его не Птолемей, а сам Всевышний. Конечно, дело было не в доктрине, а во власти. Вспомнили о труде Коперника семьдесят лет спустя в Венеции.

В 1564 году родились два великих человека: Уильям Шекспир (в Англии) и Галилео Галилей (в Италии). Шекспир пишет о проблеме власти в собственном веке и дважды переносит место действия в Венецию: в «Венецианском купце» и в «Отелло». Тогда, в 1600 году, Средиземноморье оставалось центром мира, а Венеция была его негласной столицей, поэтому республику наводняли амбициозные люди всех мастей: богатые купцы и авантюристы, художники и ремесленники, слуги и господа.

Местные жители при этом имели репутацию скрытных и хитрых людей. Венеция была свободным портом, как мы бы сказали, и над ним витала аура заговоров, которая характерна для нейтральных городов, таких как Лиссабон и Танжер. Именно венецианцы ложными обещаниями о покровительстве в 1592 году заманили в ловушку Джордано Бруно и передали в руки инквизиции, которая через восемь лет сожгла его на костре в Риме.

У венецианцев было еще одно качество — практичность. Галилей многого достиг, занимаясь фундаментальной наукой в Пизе. Но все же его пригласили на должность профессора математики в Падую скорее благодаря его практическим изысканиям. Некоторые из изящных новаторских разработок Галилея представлены сегодня в Академии Чименто во Флоренции. В их числе — аппарат, измеряющий расширение жидкостей, похожий на термометр, и тонко настроенные гидростатические весы для определения плотности ценных объектов, основанные на принципе Архимеда. Самым интересным изобретением итальянского ученого был так называемый военный компас, который походил на современную логарифмическую линейку. Галилей наладил мелкосерийное производство этих устройств и написал руководство для пользователей, которое выдавал покупателям вместе с прибором. Это был коммерческий успех, так как венецианцы были в восторге.

Неудивительно, что в конце 1608 года фламандцы привезли на продажу примитивную подзорную трубу именно в Венецию. Но у нее уже был Галилей, ученый и математик, пожалуй, лучший в Европе. К тому же он обладал таким даром убеждения, что, когда собрал телескоп, сумел уговорить венецианский сенат поставить его на кампаниле собора Святого Марка.

Галилей был невысокий, рыжеволосый, коренастый человек, неженатый, но при этом имеющий множество внебрачных детей. Ему было сорок пять лет, когда он узнал про изобретение фламандцев, и эта идея воодушевила его. Обдумав ее, он создал прибор с трехкратным увеличением, что чуть больше, чем у театрального бинокля. Галилей добился десятикратного увеличения и, наконец, продемонстрировал венецианскому сенату настоящий телескоп. С башни великолепно просматривались даже корабли на расстоянии двух часов хода от берега. А главное, изобретение обещало принести республике немало денег.

На ученого эта встреча тоже произвела очень сильное впечатление, которое он описал сводному брату во Флоренцию в письме от 29 августа 1609 года:

Вы должны знать: граф Морис, приехавший два месяца назад из Фландрии, представил подзорную трубу, которая приближает далекие предметы, и их можно отчетливо рассмотреть, например изучить человека, идущего на расстоянии двух миль. Эффект приближения вещей показался мне чудесным, одновременно с этим я получил повод для размышлений: мне захотелось изучить трубу с научной точки зрения и самому изготовить подобное приспособление. Я немного подумал и создал телескоп — оптический прибор, который во много раз превзошел фламандский образец. Через шесть дней после первой демонстрации моего телескопа в Венеции меня пригласили в Синьорию, чтобы показать изобретенный мной прибор Сенату, что я и сделал ко всеобщему удивлению. Демонстрация происходила на верхнем этаже кампанилы собора Святого Марка, но уважаемые и весьма немолодые господа и сенаторы преодолели все лестницы, чтобы взглянуть на телескоп. Их труд не был напрасным — они увидели паруса и суда, которые не разглядишь в подзорную трубу фламандцев. Я сумел добиться того, что предмет, удаленный на пятьдесят миль, выглядит так, словно нас разделяет всего пять шагов.

Галилей — создатель современного научного метода. Он сделал это в течение шести месяцев после триумфа на башне собора Святого Марка. Он превратил игрушку предложенную фламандскими мастерами, не только в серьезный инструмент мореплавателей, но и в сложный оптический прибор для научных исследований. Такой смелый подход к сугубо утилитарной вещи был новым для его времени. Однако на этом Галилей не остановился. Он добился тридцатикратного увеличения, провел серию экспериментов и наблюдений и опубликовал в течение сентября 1609 — марта 1610 года результаты своих исследований в книге Sidereus Nuncius («Звездный вестник»). Прочитаем несколько строк из его сочинений:

<…> сверх бесчисленного множества неподвижных звезд, которые природная способность позволяла нам видеть до сего дня, добавились и другие бесчисленные и открылись нашим глазам никогда еще до сих пор не виденные, которые числом более чем в десять раз превосходят старые и известные.

Но что значительно превосходит всякое изумление и что прежде всего побудило нас поставить об этом в известность всех астрономов и философов, заключается в том, что мы как бы нашли четыре блуждающие звезды, никому из бывших до нас не известные и не наблюдавшиеся.

Галилей разглядел спутники Юпитера. Затем он повернул телескоп на Луну (об этом также рассказано в «Звездном вестнике»). Галилей первым опубликовал карты Луны. У нас сохранились оригинальные акварели.

В высшей степени прекрасно и приятно для зрения тело Луны <…> поверхность Луны никак не является гладкой и отполированной, но неровной и шершавой, а также на ней, как и на земной поверхности, существуют громадные восхождения, глубокие впадины и пропасти.

Сэр Генри Уоттон, британский посол при дворе венецианских дожей, писал в день, когда вышел первый номер «Звездного вестника»:

Профессор математики из Падуи… обнаружил на небе четыре новые планеты, обращающиеся вокруг сферы Юпитера, и множество иных, неподвижных звезд; также <…> Луна не сферическая, на ней много впадин и выступов. Автор этих открытий или гений, или идиот, он или прославится, или будет осмеян. Следующим кораблем отправляю Вам, Ваша Светлость, один из <…> оптических приборов, которые усовершенствовал этот человек.

Новость об открытии планет и о рельефе Луны была сенсационной. Она очень повысила репутацию Галилея и вывела ее за пределы коммерческих кругов. Однако не все приветствовали открытия Галилея, потому что это противоречило системе Птолемея. Гениальная догадка Коперника была верной, теперь это было очевидно и доказано. Особенно не обрадовало научное обоснование гелиоцентрической системы власти предержащие — не так просто оказалось преодолеть их предубеждение.

Галилей думал, что от него требуется только доказать правоту Коперника. Это было его первой ошибкой — ученым свойственно наивно полагать, что окружающие их люди только и мечтают о новых научных открытиях. Галилей считал, что его слава достаточно велика, чтобы он мог оставить скучную преподавательскую работу в Падуе, вернуться в родную Флоренцию и жить без протекции антиклерикальной Венецианской республики. Это было его второй ошибкой, ставшей для него роковой.

Успехи Реформации в XVI веке вызвали со стороны Римско-католической церкви ожесточенное сопротивление, которое очень скоро сформировалось в Контрреформацию. Преследование Лютера было в самом разгаре, борьба за власть вошла в острую фазу. В 1618 году началась Тридцатилетняя война. В 1622 году Рим учредил институт веры, основной задачей которого было доведение до всех и каждого идеологии папского престола, или то, что мы сегодня называем словом пропаганда. Католики и протестанты вошли в жесткую конфронтацию, которую, пользуясь современными понятиями, можно назвать холодной войной. Если бы Галилей знал, что на таких фронтах пощады не бывает никому — ни большому ученому, ни маленькому человеку! Логика этой войны проста: кто не с нами — тот еретик. Даже не столь яростный последователь веры кардинал Роберто Беллармин счел астрономические выкладки Джордано Бруно недопустимыми и отправил монаха-доминиканца на костер. В то время, ставшее для многих горьким, церковь набрала огромный политический вес и повела большой крестовый поход, в котором цель оправдывала любые средства — типичная мораль полицейского государства.

В вопросах политики Галилей мне представляется человеком абсолютно неискушенным, в особенности потому, что считал, что для него все обойдется, так как он умный. Более двадцати лет он шел к своему неизбежному осуждению. Борьба с ним шла медленно, но не было сомнения, что его заставят замолчать, так как расхождения между ним и власть имущими было абсолютным. Они считали, что вера должна быть главной, а Галилей считал, что правда должна победить.

Своей открытой фазы это столкновение принципов и, конечно, личностей достигло в ходе судебного разбирательства в 1633 году. Каждый политический процесс имеет долгую закулисную историю. В архивах Ватикана скрыто множество секретных исторических документов. Есть там один скромный сейф, в котором хранятся самые важные бумаги. В их числе просьба Генриха VIII о разводе, отказ от удовлетворения которой привел к Реформации в Англии. В этом же секретном сейфе — протоколы суда над Джордано Бруно, которых осталось очень немного (большинство записей было уничтожено инквизицией).

Здесь же — знаменитый Кодекс 1181, переплетенные в отдельную книгу материалы по Делу против Галилея. Суд состоялся в 1633 году, но примечательно, что следствие началось — когда бы вы думали? Уже в 1611 году — в момент триумфа Галилея в Венеции. Выходит, уже тогда, в Риме за ним следила Святая инквизиция. Самый ранний документ (не попавший в книгу) содержит приказ кардинала Беллармина начать расследование. Отчеты поступали в 1613, 1614 и 1615 годах. Узнав о внимании к своей персоне, встревоженный Галилей специально ездил в Рим, чтобы убедить своих сторонников, которые были среди кардиналов, не запрещать систему Коперника.

Однако было уже слишком поздно. В феврале 1616 года Ватикан выносит вердикт (привожу его в вольном переводе):

Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.

Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остается неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.

На этот раз Галилей, кажется, сумел избежать серьезной кары. Во всяком случае, его заверили, что ему ничего не грозит, и запретили защищать систему Коперника. На этом документ заканчивается. Увы, есть документ, который идет дальше, но до него еще целых 17 лет.

Между тем Галилей возвращается во Флоренцию, усвоив две вещи. Во-первых, время для защиты теории Коперника еще не пришло. Во-вторых, это время уже на подходе. В первом случае он был абсолютно прав, во втором — жестоко ошибся. Как Галилей определил «правильное» время? Он решил, что после избрания умного кардинала — Маффео Барберини — час придет.

Маффео Барберини стал папой римским Урбаном VIII в 1623 году. Он считался интеллектуалом и любителем искусств. Например, Грегорио Аллегри он заказал написать девятиголосный мотет «Мизерере» на текст 50-го псалма. Папа обожал архитектуру. Он хотел сделать собор Святого Петра центром Рима. Внутреннюю отделку он поручил скульптору и архитектору Джованни Лоренцо Бернини, и Бернини создал роскошный балдахин над папским престолом — единственное достойное дополнение к оригинальной конструкции трона понтифика, разработанной Микеланджело. В юности «интеллектуальный папа» писал стихи, а один из восторженных хвалебных сонетов он даже посвятил астрономическим изысканиям Галилео.

Папа Урбан VIII мнил себя новатором и всячески подчеркивал свой сильный быстрый ум:

Я соображаю лучше, чем сто кардиналов вместе взятых. Одно мое слово — слово живого папы — стоит дороже ста указов усопших понтификов.

Столь самоуверенно папа говорил о себе. На самом деле он был типичным представителем барокко — склонным к кумовству, экстравагантным, властным, торопливым и абсолютно глухим к идеям других. Он даже повелел уничтожить всех птиц в садах Ватикана, потому что они мешали ему.

Галилей отправился в Рим в 1624 году и имел шесть долгих бесед в садах Ватикана с новоизбранным папой. Ученый был исполнен надежд на то, что понтифик снимет наложенный в 1616 году запрет научение Коперника. Выяснилось, что папа такой вариант не рассматривал. Но Галилей все равно надеялся, — а чиновники папской курии ожидали, — что Урбан VIII позволит новым научным идеям спокойно влиться в Церковь, пока они незаметно не заменят старые. В конце концов, языческие идеи Птолемея и Аристотеля стали христианской доктриной. Так что Галилей продолжал считать, что папа на его стороне, пока не пришло время это проверить. И тут выяснилось, что он жестоко ошибся.

Позиции ученого и церкви были непримиримыми с самого начала. Галилей считал, что любая теория должна находить подтверждение в природе:

Я думаю, что в обсуждении физических проблем мы должны начинать не с цитирования авторитетных интерпретаций Писания, а опираться на чувственные переживания и очевидные факты… Бог в явлениях природы раскрывается ничуть не меньше, чем в Священном Писании.

Урбан VIII возражал, что никто не может знать Божьего замысла, и настаивал на том, чтобы Галилей обязательно отразил это в своей книге:

Для любого человека было бы невероятной дерзостью ограничивать Божественную силу и мудрость ради какой-то своей догадки.

На этом условии папа особенно настаивал. В сущности, он запрещает Галилею излагать какие-либо определенные выводы (даже отрицательные — например, что Птолемей ошибался), потому что это нарушит священное право Бога управлять Вселенной неким чудесным образом, а не естественными природными законами.

Время активных действий для церкви наступило в 1632 году, когда Галилей наконец передал свою книгу «Диалог о двух главнейших системах мира» в печать. Урбан VIII был возмущен:

Ваш Галилей отважился вмешаться в суть невероятно важных вещей, которых он не должен касаться, потому что трогать их в наши дни очень опасно.

Так он написал тосканскому послу 4 сентября того же года. Через несколько дней в Ватикане был подписан роковой приказ:

Его Святейшество направляет инквизитора во Флоренцию, чтобы сообщить Галилео от имени Святой инквизиции, что он в течение октября должен появиться в Риме и предстать перед комиссаром Святой инквизиции.

Итак, Маффео Барберини, папа Урбан VIII, которого Галилей считал своим другом, лично передал ученого в руки инквизиции.

Преследованием еретиков и тех, чья лояльность была под вопросом, Священная Римская и Универсальная инквизиция занималась в доминиканском монастыре Санта-Мария-сопра-Минерва. Конгрегация священной канцелярии была учреждена папой Павлом III в 1542 году, чтобы остановить распространение Реформации, а также чтобы направить «гнев священнослужителей против еретической греховности на территории всего христианского Содружества». После 1571 года инквизицию наделили правом оценивать письменные учения, и был составлен список запрещенных книг. Правила ведения процесса были строги и точны. Они были формализованы в 1588 году и, разумеется, не были судебным уставом. Заключенный не получил копию обвинений или доказательств, у него не было адвоката.

Процесс по делу Галилея вели десять судей, все кардиналы и все доминиканцы. Один из них был братом папы, другой — его племянником. Следствие вел генеральный комиссар инквизиции. Зал, в котором проводился допрос, теперь стал частью почтамта в Риме. Однако мы знаем, что в 1633 году он был похож на комнату для тайных заседаний в закрытом клубе джентльменов.

Мы также хорошо знаем, какие события предшествовали этому суду. Все началось с долгих прогулок Галилея с папой в саду Ватикана в 1624 году. Тогда же стало понятно, что Урбан VIII не допустит распространения доктрины Коперника. Однако Галилей решил преодолеть этот запрет и приступил к своему труду «Диалог о двух главнейших системах мира», избрав для него жанр беседы, в которой один собеседник, задавая наивные вопросы, выступает против гелиоцентрической теории, а два других собеседника, которые явно умнее его, пытаются разъяснить, в чем он не прав.

Конечно, теория Коперника не есть нечто самоочевидное. В то время было непонятно: почему Земля совершает оборот вокруг Солнца в течение года, а вокруг своей оси — всего за одни сутки? Почему, когда Земля вертится, мы не слетаем с нее? Было непонятно, как брошенный с высокой башни предмет может падать отвесно на вращающуюся Землю. На эти вопросы Галилей ответил от имени давным-давно усопшего Коперника. Мы не должны забывать, что, бросая вызов церкви в 1616 и в 1633 годах, он защищал не свои идеи, а теорию умершего человека, потому что считал, что тот прав.

От себя Галилей привнес в книгу то ощущение, которое пронизывает всю его науку с тех самых пор, как он молодым человеком в Пизе впервые положил руку на пульс и следил за колебаниями люстры. Это ощущение, что законы здесь, на земле, распространяются на всю Вселенную. Силы наверху такие же, как и силы внизу, вот что утверждал Галилей; поэтому механические эксперименты, проводимые на земле, помогут дать нам представление о звездах. Наведя телескоп на Луну, на Юпитер и солнечные пятна, он положил конец убеждению, что небеса идеальны и неизменяемы и только Земля подвержена законам изменения.

«Диалог о двух главнейших системах мира» был закончен в 1630 году. Добиться опубликования этого труда оказалось непросто. Цензоры сочувствовали ученому, но помочь были не в состоянии, потому что выходу книги противостояли очень мощные силы. Тем не менее Галилею удалось получить четыре разрешения цензуры, и в начале 1632 года книга была издана во Флоренции. Это был мгновенный успех и одновременно трагедия. Ватикан отреагировал молниеносно: печать остановить, все экземпляры выкупить. Галилей получил предписание немедленно приехать в Рим, чтобы ответить на ряд вопросов. Во внимание не приняли ни его возраст (Галилею было 70 лет), ни его болезнь (настоящую), ни покровительство и заступничество великого герцога Тосканы.

Было ясно, что папа оскорблен книгой. Он нашел как минимум одну свою мысль, вложенную в уста полного простофили. Подготовительная комиссия инквизиционного суда черным по белому зафиксировала слова папы, который обвинял Галилея в том, что понтифик постоянно чувствовал себя Симпличио (так зовут героя книги Галилея) и что «мысль вложена в уста дурака» — защитника традиции. Определенно папа счел Симпличио карикатурой на себя. Он посчитал, что Галилей его обманул, а цензоры Ватикана — недосмотрели.

Итак, 12 апреля 1633 года Галилея доставили в Ватикан. Ученый сел за стол и приготовился отвечать на вопросы инквизиции. Вопросы были вежливыми и корректными, составленными на латыни в третьем лице: кого доставили в Рим? какую книгу он написал? как он пришел к выводам, которые изложил в этой книге? Галилей был готов защищать свою книгу, но затем был задан вопрос, которого он не ожидал.

Инквизитор: Был ли Галилей в Риме в 1616 году и с какой целью он приезжал в этот город?

Галилей: Да, я приезжал в Рим, потому что услышал, что в Ватикане сомневаются в правоте Коперника. Я прибыл, чтобы выяснить, каких взглядов надлежит придерживаться.

Инквизитор: Пусть Галилей скажет, что было решено по этому вопросу тогда в Ватикане и что было доведено до его сведения.

Галилей: В феврале 1616 года кардинал Беллармин сказал мне, что мнение Коперника противоречит Священному Писанию. Его нельзя придерживаться или защищать, но можно использовать как гипотезу. На сей счет у меня есть энциклика, подписанная кардиналом Беллармином 26 мая 1616 года.

Инквизитор: Кто-нибудь еще давал Галилею какие-либо предписания?

Галилей: Я не помню, чтобы кто-то еще говорил или предписывал мне делать что-либо по этому поводу.

Инквизитор: Пусть Галилей, если помнит, скажет, требовал ли кто-нибудь от него устно (в присутствии свидетелей) или письменно не изучать, не развивать, не защищать и не распространять мнение.

Галилей: Я помню, что в энциклике, на которую я уже ссылался, было запрещено защищать и распространять мнение. Изучение и развитие теории в этом документе не упоминались.

Инквизитор: После опубликования вышеуказанной энциклики получал ли Галилей разрешение на написание книги?

Галилей: Я не пытался получать разрешения на написание книги, потому что считаю, что не нарушал положений выданной мне энциклики.

Инквизитор: Когда Галилей просил разрешение на публикацию своей книги, он скрыл от Священной конгрегации обстоятельства, которые мы обсуждали?

Галилей: Я ничего не сказал, когда просил разрешение на публикацию, потому что в ее тексте нет ни намека на распространение или защиту мнения.

Итак, Галилей имел на руках официальную энциклику, запрещавшую придерживаться теории Коперника и защищать ее. Этот запрет распространялся на каждого католика в то время. Инквизитор же утверждал, что существует документ, запрещающий Галилею — именно ему — заниматься теорией Коперника, рассматривая ее даже в качестве гипотезы. Инквизиции не нужно было даже предъявлять бумагу, о которой шла речь, процедура этого не предусматривала. Но в секретном архиве такой документ хранится — явная подделка, потому что на нем нет ни одной подписи: ни кардинала Беллармина, ни свидетелей, ни нотариуса, ни Галилея, который должен был бы написать, что он с ним ознакомлен.

Следовало ли инквизиции опускаться до различий между «защищать и распространять» и «изучать и развивать»? Да, так как больше ничего не оставалось. Книга была опубликована, ее допустили несколько цензоров. Папа обрушился на них (например, он изничтожил собственного секретаря, помогавшего Галилею). Но необходимо было публично показать, что книга должна быть изъята из обращения из-за какого-то обмана со стороны Галилея. По этой причине суд избегал вопросов по существу не спрашивал ни о книге, ни о Копернике и занимался формулировками и документами. Галилея выставили в таком свете, как будто он намеренно обманул цензоров, действовал вызывающе и бесчестно.

Заседаний суда больше не было, на этом все и было кончено, как ни удивительно. Галилея еще дважды приводили в эту комнату и разрешили свидетельствовать в свою пользу, но вопросов ему не задавали. Приговор был вынесен на заседании Конгрегации, на котором председательствовал папа. Понтифик определил, как надлежит поступить с Галилеем: ученый-отступник должен быть унижен, а церкви необходимо продемонстрировать свою силу и власть. Галилей был вынужден отречься от учения, и ему были продемонстрированы орудия пыток, как будто их собирались использовать на нем.

Что значила эта угроза для человека, бывшего некогда врачом, мы можем судить по показаниям его современника, который сумел вытерпеть пытки на дыбе. Его имя — Уильям Литгоу, английский путешественник и писатель, которого в 1620 году испанская инквизиция подозревала в шпионаже.

Меня подняли на дыбу. Подтянув меня на положенную высоту, палач просунул мои ноги между двумя из трех брусьев дыбы и завязал на лодыжках тонкие шнуры. Навалившись на дыбу, он потянул шнуры вверх, сухожилия в бедрах полопались, коленные чашечки растрескались. Глаза у меня стали вылезать из орбит, на губах появилась пена, а зубы выбивали барабанную дробь. С моих дрожащих губ срывались безумные стоны, кровь хлестала из разорванных сухожилий рук, бедер и коленей. Меня усадили на пол со связанными руками и приступили с беспрерывными требованиями: «Признавайся! Признавайся!»

Галилей избежал подобных мучений, ему только дважды грозили пыткой — остальное дорисовало его воображение. Одним словом, церкви удалось доказать ученому, что никто не в состоянии противостоять животному страху смерти. Но Галилей уже согласился отречься.

Я, Галилео Галилей, сын Винченцо Галилея, флорентинец, на семидесятом году моей жизни лично предстоя перед судом, преклонив колена перед вами, высокие и достопочтенные господа кардиналы Вселенской христианской республики, имея перед очами Святое Евангелие, которого касаюсь собственными руками, клянусь, что всегда веровал, теперь верую и при помощи Божией впредь буду верить во всё, что содержит, проповедует и чему учит святая Католическая и Апостольская Церковь. Но так как от сего Святого судилища мне было давно уже сделано законное внушение, дабы я покинул ложное мнение, полагающее Солнце в центре Вселенной и неподвижным, дабы не держался этого мнения, не защищал его, не учил ему каким бы то ни было способом, ни устно, ни письменно, а я между тем сочинил и напечатал книгу, в которой излагаю осужденное учение и привожу в пользу его сильные доводы, хотя и не привожу окончательного заключения, то вследствие сего признан я находящимся под сильным подозрением в ереси, то есть что думаю и верю, будто Солнце есть центр Вселенной и неподвижно, Земля же не центр и движется.

Посему, желая изгнать из мыслей ваших, высокопочтенные господа кардиналы, равно как и из ума всякого истинного христианина, это подозрение, законно против меня возбужденное, от чистого сердца и с непритворной верою отрекаюсь, проклинаю, возненавидев вышеуказанную ересь, заблуждение или секту, не согласную со Св. Церковью.

Клянусь впредь никогда не говорить и не рассуждать, ни устно, ни письменно, о чем бы то ни было, могущем восстановить против меня такое подозрение, когда же узнаю кого-либо, одержимого ересью или подозреваемого в ней, то о таком обязуюсь донести сему Св. Судилищу, или же инквизитору, или ординарию ближайшего места. Кроме того, клянусь и обещаю уважать и строго исполнять все наказания и исправления, которые наложило или наложит на меня сие Св. судилище.

В случае нарушения мною (да хранит меня Бог) чего-либо из этих слов, свидетельств, клятв и обещаний подвергаюсь всем наказаниям и исправлениям, назначенным Св. канонами и другими общими и частными постановлениями против преступлений сего рода. В этом да поможет мне Господь и святое его Евангелие, которого касаюсь собственными руками.

Я, поименованный Галилео Галилей, отрекся, поклялся и обязался, как сказано выше. В подтверждение прикладываю руку под сиею формулою моего отречения, которое прочел во всеуслышание от слова до слова. Июня 22 дня 1633 года в монастыре Минервы в Риме.

Я, Галилео Галилей, от вышесказанного отрекся собственноручной подписью.

До конца жизни Галилей жил под строгим домашним арестом на своей вилле в Арчетри неподалеку от Флоренции. Папа был неумолим: ни одной строчки Галилея не должно быть опубликовано, и этот запрет не обсуждался. Галилею даже нельзя было разговаривать с протестантами. Все ученые в католическом мире притихли. Великий современник Рене Декарт перестал публиковаться во Франции и в конце концов переехал в Швецию.

Тем не менее Галилей продолжил трудиться над книгой, работу над которой прервал суд. Книга называлась «Беседы и математические доказательства двух новых наук». В работе шла речь только о физике, ни астрономия, ни звезды, ни строение Вселенной в ней не упоминались. Галилей закончил книгу в 1636 году, то есть через три года после суда. Ему было 72 года. Конечно, он не мог рассчитывать на ее опубликование, пока два года спустя ее не напечатали протестанты из Лейдена (Нидерланды). К этому времени ученый полностью ослеп. Он с горечью описывает:

Увы… Галилео, ваш преданный друг и слуга, месяц как полностью и неизлечимо ослеп. Теперь небо, Земля, Вселенная, которые во время моих замечательных наблюдений и четких демонстраций я увеличивал в сто, нет, в тысячу раз, выходя за рамки общепринятых представлений всех предыдущих веков, — все они свертываются для меня до пределов моих собственных телесных ощущений.

Среди тех, кто навестил Галилея в его заточении в Арчетри, был молодой Джон Мильтон, английский поэт, который очень хотел посвятить ученому большую эпическую поэму. По иронии судьбы к тому времени, когда Мильтон вознамерился осуществить задуманное (это произошло через тридцать лет), он полностью ослеп и смог закончить работу только с помощью детей.

В конце жизни поэт отождествлял себя с героем написанной им драматической поэмы «Самсон-борец», называя себя Самсоном среди филистимлян:

В Газе ослепленный и заключенный в темницу с рабами.

Перед смертью Самсон сумел набраться сил и разрушить империю филистимлян. Это же помимо своей воли сделал Галилей. Суд, длительный домашний арест способствовали полной остановке развития научной традиции в Средиземноморье. С этого времени научно-техническая революция переместилась в Северную Европу. Галилей умер, все еще заключенный в собственном доме, в 1642 году. На Рождество, в тот же год, в Англии родился Исаак Ньютон.

Глава 7. Величественная точность

В 1630 году, уже на первых страницах «Диалога о двух главных системах мира», Галилей писал, что итальянская наука и торговля рискуют потерять лидирующие позиции из-за конкуренции со стороны Северной Европы. Эти слова великого итальянца стали пророческими. Например, общее описание гелиоцентрической системы мира, которое выполнил Коперник, в строгую систему, основанную на трех законах и подкрепленную точными математическими расчетами, превратил немецкий математик, астроном, механик и оптик Иоганн Кеплер.

Во-первых, он доказал, что орбиты планет только условно можно называть окружностями. На самом деле небесные тела перемещаются по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Во-вторых, Кеплер рассчитал, что ни одна планета не движется с постоянной скоростью. Приближаясь к Солнцу, небесное тело ускоряется, отдаляясь — замедляется. В-третьих, он установил, что период обращения планеты зависит от среднего расстояния между ней и Солнцем: чем ближе планета к светилу, тем короче период ее обращения.

Таково было положение дел в астрономии, когда на Рождество 1642 года появился на свет Исаак Ньютон. Со дня смерти Кеплера прошло 12 лет, со дня смерти Галилея — несколько месяцев. Не только астрономия, вся наука стояла на рубеже великих открытий, которые позволили ученым перейти от описательности к динамичному и точному объяснению причин каждого конкретного явления.

Итак, в 1650 году центр развития цивилизации переместился из Италии в Северную Европу. Причина этого очевидна: проложенные торговые пути, которые стали востребованными после открытия и освоения Америки. Средиземноморье же утратило свои позиции. Одним словом, весь цивилизованный мир переехал на берега Атлантики, как и предупреждал Галилей. Состоятельные купцы и быстро разбогатевшие конкистадоры сформировали новый класс, а значит, начали формироваться новые политические взгляды. В Италии и Средиземноморье по-прежнему сохранялся имперский уклад жизни.

Источником новых идей и принципов стали протестантские мореходные страны Севера — Англия и Нидерланды. Голландцы научились осушать болота и отвоевывать сушу у Северного моря. Англию обуял дух свободы и независимости. В стране в 1640–1660 годах шла трагическая и кровавая гражданская война и буржуазная революция. К 1650 году Англия стала республикой. К власти пришел протектор Оливер Кромвель, который при поддержке таких генералов, как Генри Айртон, освободил от роялистов Линкольншир и взял на себя ответственность за казнь монарха.

В это самое время, в 1642 году, в небольшой деревне Вулсторп в доме своей матери родился Исаак Ньютон. Его отец умер, не дожив до рождения сына несколько месяцев. Мать через некоторое время повторно вышла замуж, в этом ее браке родились дети, и старшего сына она передала на попечение бабушки. Мальчик не стал беспризорником, но все же недополучил материнской любви и заботы, на которую был вправе рассчитывать. Из-за этого всю жизнь Ньютон оставался нелюдимым угрюмым холостяком. Все открытия он совершил в одиночку: ученый боялся, что их могут похитить, так же как в детстве у него увели мать. Наверное, по этой причине Ньютон не вел дневников, и мы ничего не знаем о том, как он учился в школе и университете.

В 1665 году Ньютон завершил учебу в Кембридже, но к полноценной работе приступить не смог и трудился в родной деревне, потому что в течение 1665–1666 годов в крупных городах Англии свирепствовала великая эпидемия чумы. Незадолго до этого его мать, овдовев, вернулась в Вулсторп. Приезд матери придал ученому сил, и он приступил к работе с утроенной энергией. Его настоящей страстью стала математика. Сегодня, когда изучены конспекты Ньютона, стало очевидным, что он был не слишком усидчивым и прилежным учеником: он не стремился заучивать уже существующие формулы, правила и теоремы, а разрабатывал, придумывал и выстраивал свои. В эти годы он совершил первое свое открытие — изобрел флюксии, которые мы сегодня называем производными. Он применял их как своего рода секретный инструмент, обнародовав только результаты. На публичных выступлениях он пользовался принятыми в его время математическими терминами.

Здесь же, в родной деревне, он начал работу над законом всемирного тяготения, и сразу же проверил его, рассчитав движение Луны вокруг Земли. Ночное светило Ньютон сделал главным объектом своих наблюдений и расчетов. Если Луна движется по своей орбите благодаря притяжению Земли, то она должна лететь подобно очень быстро брошенному мячу или яблоку, скорость должна быть достаточно велика, чтобы при движении Луна падала ровно настолько, чтобы ее изгибающаяся траектория оставалась на одном и том же расстоянии от центра Земли. Но какова должна быть в этом случае величина силы притяжения?

Я вычислил, что планеты на их орбитах удерживают силы тяготения, каждая из которых обратно пропорциональна квадрату ее расстояния от Солнца. Это позволило мне найти отношение силы тяжести на поверхности Земли к силе, с которой она притягивает Луну. Многие расчеты я выполнил с довольно высокой точностью.

Несмотря на то что в своих расчетах Ньютон пользовался довольно грубыми данными, вычисленный им период обращения Луны вокруг Земли довольно точно совпал с реально наблюдаемым — 27 1/4 дня.

Когда что-то получается из простых числовых закономерностей, как у Пифагора, вы понимаете, что у вас в руках оказывается разгадка тайны природы — универсальный закон, который управляет движением небес с точностью часового механизма. Представьте, что вы вставили ключ в замок и повернули его, и природа открылась перед вами в числах, описывающих ее структуру. Но, будучи Ньютоном, вы не публикуете результаты своих трудов.

В 1667 году Ньютон вернулся в Кембридж, чтобы начать работать в Тринити-колледже. Два года спустя учебное заведение покинул профессор, который читал курс математики. Событие вполне рядовое, если бы не одно обстоятельство: на должность этого профессора был принят Исаак Ньютон. На момент назначения ему исполнилось 26 лет.

Став профессором, Ньютон почти сразу же опубликовал свою первую работу по оптике. Труд задуман во время вынужденных «чумных каникул» 1665 и 1666 годов, оказавшихся самыми продуктивными для ученого. Как только эпидемия чумы пошла на спад, Ньютон тут же вернулся в Тринити-колледж.

Может быть, кому-то покажется странным, что гений, почти все время изучавший строение Вселенной, вдруг задумывается о природе света и цвета. Однако столь резкому на первый взгляд повороту есть по крайней мере два объяснения. Англия — островное государство. Единственный путь в другие страны лежит через море, поэтому лучшие умы страны работали на Адмиралтейство. Однако наивно предполагать, что таких гениев, как Ньютон, удовлетворит работа по усовершенствованию уже изобретенных кем-то машин, приспособлений, приборов и устройств. Они совершают собственные открытия, которые определяют развитие науки и техники на столетия вперед. Телескопы того времени обладали рядом недостатков. Ньютон впервые столкнулся с проблемой разделения белого света на составляющие цвета, изготавливая линзы для своего телескопа.

Физические явления всегда заключаются во взаимодействии энергии с веществом. Мы видим материю благодаря свету, мы можем перекрыть луч света материальным телом. Понимание этой взаимосвязи позволяет ученому проникнуть вглубь явлений, поскольку одно не может существовать без другого.

В 1666 году Ньютон занялся вопросом появления радужных ореолов вокруг изображений, создаваемых линзами. Край линзы можно представить в виде небольшой призмы. Разумеется, тот факт, что призма разлагает белый цвет в радугу, никого не мог удивить, по крайней мере он был так же стар, как Аристотель.

Но, увы, описание Аристотеля не содержало никакого анализа явления. Он просто говорил, что белый свет, проходя через стеклянную призму, слегка темнеет со стороны тонкого края, приобретая красную окраску, затем он чуть более темнеет по мере смещения к середине призмы, приобретая зеленую окраску, и, наконец, у основания призмы становится синим. Чудесно! Все это описание не объясняет ровным счетом ничего, хотя выглядит весьма правдоподобно. Ньютон указал на очевидную вещь, которую не объясняет аристотелевское описание. Пропустив солнечный свет через узкое отверстие, можно на противоположной стене получить круглое изображение солнца. Если на пути луча поставить призму то изображение солнца станет вытянутым и окрашенным. До сих пор все считали, что призма преобразует белый свет в радугу, и не находили этому объяснения. Ньютон же показал, что белый свет на самом деле изначально является смесью всех прочих цветов, а призма лишь разделяет их.

Подобное объяснение стало принципиально новой научной идеей, которую не поняли и не приняли современники. С Ньютоном спорили Роберт Гук и другие физики. Их аргументы были сомнительны, но риторика при этом носила столь агрессивный характер, что Ньютон написал Лейбницу:

Я сто раз пожалел о том, что неосторожно опубликовал теорию света, потому что ее подвергают беспощадной, жесткой критике во время обсуждений, а мне пришлось забыть о благословенной тишине, которая так необходима в моей работе.

Ньютон начал избегать общества и работать в одиночестве, чтобы не тратить время на пустые, по его мнению, споры. Он опубликовал результаты исследований только в 1704 году, после смерти своего главного оппонента Роберта Гука, прежде официально известив о своем решении президента Королевского научного общества Великобритании:

Увидев, сколь болезненную реакцию вызвала моя публикация, в дальнейшем я намерен быть более аккуратным в этом вопросе и надеюсь, что вы не сочтете мое решение ошибочным.

Оставим в покое эти околонаучные споры и прочитаем у Ньютона, чем он был занят в 1666 году:

Я закупил несколько стеклянных треугольных призм, чтобы получить знаменитый эффект разложения белого цвета на радугу. Для этого я выбрал темную комнату с одним окном, затемнил его и сделал небольшую прорезь в затемнении так, чтобы поймать солнечный луч. Одну из стеклянных призм я разместил на его пути, чтобы свет преломлялся и падал на противоположную стену. В первую очередь таким способом я смог насладиться яркими интенсивными цветами. Затем я стал внимательно рассматривать радугу и с удивлением увидел, что изображение представляет собой полосу вместо того чтобы в соответствии с законами преломления света образовать круг.

Внезапно меня осенило… Свет, падающий на один край изображения, преломлялся сильнее, чем падающий на другой. Значит, истинная причина удлинения спектра заключается именно в том, что белый свет состоит из совокупности цветовых лучей, по-разному преломляемых. Эти лучи, невзирая на угол падения, по-разному отображаются на стене в зависимости от показателя преломляемости каждого.

Ньютон объяснил вытянутую форму спектра тем, что белый свет разделяется на составляющие. Каждый из цветов преломляется по-своему и это его абсолютное свойство.

Затем я поставил другую призму… так, чтобы преломленный через первую призму свет… мог пройти через вторую и снова преломиться, прежде чем он проявится радугой на стене. Я поворачивал первую призму разными гранями, даже вращал вокруг вертикальной центральной оси, приближал и удалял ее к источнику света и ко второй призме. Я делал это, чтобы исследовать, как изменится спектр.

Через какие бы поверхности я ни пропускал свет, его отражение на стене сохраняло форму и последовательность цветов.

Итак, традиционное представление было разрушено. Если бы свет изменялся, проходя через призму, то вторая призма дала бы новые цвета. Ньютон доказал, что после того, как цвет выделен посредством преломления, он остается неизменным.

Я преломлял его через призмы, отражал на цветные поверхности, ставил на его пути цветную пленку, зажатую между стеклянными пластинками, пропускал его сквозь цветные среды и сквозь среды, освещенные лучами другого рода. Но ни в одном случае мне не удалось получить новый цвет.

Больше всего меня поразило свойство дневного света, который мы определяем как белый: ни в одном из опытов он не проявился именно как белый, без примесей других цветов. Этого никогда не случалось, наоборот, состав его почти всегда оставался постоянным: определенное количество первичных цветов, смешанных в должной пропорции. Я часто с восхищением наблюдал, как разноцветный спектр сходился в белый луч и распадался на радугу на стене, чтобы, отразившись от ее поверхности, снова смешаться в свет, целиком и полностью белый.

Следовательно, белизна является обычной окраской дневного света. Этот свет представляет собой слияние совокупности разноцветных лучей, которые хаотично отражаются от разных частей стоящих на их пути тел.

Это выдержка из письма, написанного Ньютоном в 1672 году, вскоре после того, как он был избран членом Королевского научного общества. Он также представил коллегам свои эксперименты и сформулировал теорию света, которая на сей раз устояла под напором критики. Ньютон был очень горд этим достижением:

От натуралиста мало кто ожидает создания математически выверенной системы, и все же я осмелюсь утверждать, что уверен в своей теории света, как и в любой другой части «Оптики».

После публикации этой теории авторитет Ньютона в Лондоне заметно укрепился. Университетские ученые распространили ее по всем мировым научным центрам. Одновременно с этим в европейских столицах появились восточные купцы, которые везли шелка и специи.

Открытием Ньютона и появлением ярких восточных пигментов воспользовались живописцы — их палитры стали богаче, цвета — ярче, потому что за счет оптического смешивания художники обогатили изобретенную Леонардо да Винчи технику сфумато (последовательного втирания в холст тонких слоев краски, которые в конечном итоге за счет подсвечивания воспринимаются глазом как новый оттенок или цвет). Это нашло отражение в литературе: Александр Поуп, которому в те поры было всего 16 лет, несомненно, не такой чувственный поэт, как Шекспир, стал включать в свои тексты эпитеты, основанные на характеристиках цвета. Шекспир использует этот прием в десять раз чаще. Вот, например, как Поуп описывает рыбу, которую вылавливали в Темзе:

И яркоглазый окунь там живет, Серебряные водятся угри, Карп, чьи чешуйки в золоте зари, Там в красных крапинках форель видна, Там рыщет щука, вечно голодна.

Можно ли эти строки не признать упражнением поэта в описании цветов?

Слава Ньютона росла, но то внимание, которое привлекала его персона, неизбежно порождало новые споры вокруг его теории. Особой остроты дискуссии достигли в переписке. Именно в письмах, которыми с 1676 года начали обмениваться Ньютон и Лейбниц, между ними пошел спор о том, чья система исчисления должна стать приоритетной. Ньютон, невзирая на незаурядную математическую одаренность Лейбница, ни в какую не желал признавать, что тот изобрел свою двоичную систему самостоятельно.

В это же время Ньютон задумывается о том, чтобы снова уединиться в своей обители в Тринити. Просторный двор, небольшой сад, отличные жилые и подсобные помещения его родового поместья стали для него лабораторией. Семейство Невилл объявило сбор средств на создание Большой библиотеки имени Кристофера Рена при Кембриджском университете. Ньютон направил в этот фонд 40 фунтов стерлингов. Казалось бы, жизнь ученого входила в нормальное русло, и он мог бы посвятить дальнейшие годы исследованиям, наблюдениям и экспериментам. Однако Ньютон отказался от поездок в Лондон, чтобы участвовать в научных конференциях и появляться на светских раутах, а к нему, в Кембридж, не желал приезжать ни один из чиновников от науки.

По этой причине, несмотря на то что Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 1666 году и сумел, благодаря этому открытию, описать движение Луны вокруг Земли, он почти двадцать лет не публиковал результаты своих изысканий. Невероятно! Но таковы факты: только в 1684 году молодой астроном Эдмонд Галлей, отчаянно вступивший в спор с Кристофером Реном и Робертом Гуком, отправился в Кембридж, чтобы познакомиться с Ньютоном и его открытиями.

После первой беседы, которая длилась какое-то время, доктор (Галлей) спросил Ньютона) какими будут траектории планет, если сила их притяжения Солнцем будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Исаак немедленно ответил: «Эллиптическими». Восхищенный Галлей спросил Ньютона, откуда ему это известно. Тот сказал, что произвел вычисления. Доктор Галлей попросил дать ему эти расчеты.

Ньютон поискал их в своих бумагах, но не нашел и пообещал выслать затем по почте.

Подготовка ответа заняла у Ньютона три года. Он работал над ним с 1684 по 1687 год и выписал все доказательства.

Ньютону потребовалось три года — с 1684-го по 1687-й — чтобы выписать доказательства в полном объеме.

Все это время Галлей поддерживал Ньютона морально и материально.

Он даже добился от Королевской академии финансирования исследований. А когда Ньютон в ответ на несправедливые упреки Роберта Гука хотел прекратить работу над «Началами», Галлей в письме от 29 июня 1686 года уговаривал его не делать этого: «Сэр, я вынужден снова просить вас не допустить, чтобы обиды заставили вас прекратить работу и лишили бы нас вашей третьей книги. Теперь, когда вы одобрили качество бумаги, я со всей энергией займусь подготовкой тиража».

Труд получился объемным и убедительным. Ученый назвал его «Математические начала натуральной философии». Работу оплатили Галлей и Королевское общество, которое подключилось к финансированию после того, как в 1687 году Галлей привлек внимание президента общества Сэмуэля Пипса к открытиям Ньютона.

Публикация «Начал» стала сенсацией в научном мире. Во-первых, книга содержала великолепное описание строения Вселенной в одном своде законов. Однако в первую очередь работа стала вехой в истории науки как таковой. Мы представляем ее себе как ряд утверждений, сменяющих одно другое, начиная с математики Евклида. Так оно и было, но только до Ньютона, который превратил научный метод в строгий и точный инструмент.

Из книги становится ясно, что удерживало Ньютона от ее публикации. Например, я убежден, что без включения Луны в сферу научных интересов он не мог найти ответ на вопрос, поставленный в разделе 12: «Как сфера притягивает частицу?» В Вулсторпе Ньютон, наблюдая за Землей и Луной, занялся серьезными фундаментальными расчетами. В первом приближении Ньютон представил Землю и Луну точечными частицами. Но ведь на самом деле они представляют собой гигантские шары. Корректно ли считать, что эти шары притягиваются друг у друга так, как если бы вся их масса была сосредоточена в их центрах? Да, но только в том случае, если сила взаимного притяжения будет изменяться обратно пропорционально квадрату расстояния между телами. Теперь вы можете представить, какие математические трудности пришлось ему преодолеть на пути к изданию книги!

Ньютону несправедливо бросали в лицо множество упреков. «Вы так и не объяснили, почему гравитация существует». «Вы не объяснили, как она может действовать на столь огромном расстоянии». «Вы так и не сказали, почему лучи света ведут себя таким странным образом». Ученый всегда отвечал одинаково: «Я не измышляю гипотез». За этой короткой фразой следовало столь же короткое разъяснение: «Я не занимаюсь метафизическими изысканиями и спекуляциями. Я устанавливаю закон и вывожу из него природу каждого конкретного явления». Именно таким способом действовал Ньютон в работах по оптике, и именно благодаря этой логике современники назвали его основателем новой фундаментальной оптической теории.

Конечно, очень просто сказать, что Ньютон был скучным и прозаичным человеком. Это многое бы объясняло. Однако я должен заявить, что подобная характеристика к нему не имеет никакого отношения. Ученый обладал сильным и незаурядным характером. Представьте себе, Ньютон втайне от всех практиковал алхимию: проводил опыты и писал огромные фолианты о Книге Откровения Иоанна Богослова, которую мы чаще называем Апокалипсисом. Параллельно с этим он искал в трудах Пифагора закон обратных квадратов. Ньютон нисколько не сомневался, что древний грек уже вычислил и доказал его. Как можно назвать такого человека, который, с одной стороны, часть жизни посвящает метафизическим мистификациям, с другой — публично заявляет, что не тратит время на выдумывание гипотез и умозрительных построений? Уильям Вордсворт в своей поэме «Прелюдия» описал темперамент Ньютона и то, как:

Ньютон за своей призмой и тихим лицом скрывал истинные чувства и страсти.

Ради карьерного продвижения в университете и чтобы привлечь внимание к своим трудам Ньютону приходилось на публике держать лицо, потому что он, будучи унитарием, не мог принять учение о Троице в ущерб свободе духа. По этой причине ученый не принял сан и стал магистром Кембриджского университета.

В 1696 году Ньютон отправился в Лондон на Королевский монетный двор. Со временем ученый стал его смотрителем. В 1703 году, после смерти Гука, Ньютон вернулся в науку и принял предложение стать председателем Королевского научного общества. В 1705 году королева Анна посвятила его в рыцари. С тех пор и до смерти в 1727 году Ньютон оставался крупнейшей фигурой в английской науке. Неплохая карьера для деревенского паренька!

Печально то, что он не всегда мог следовать собственным принципам. Ньютону пришлось пойти на компромисс, смирившись с устоями XVIII века. Еще горше, что не все его идеи были приняты обществом, аристократией и двором, а значит, вклад Ньютона в науку и философию надолго остался неоцененным.

Конечно, разве может быть привлекательной фигура интеллектуального диктатора, даже если он имеет весьма скромное происхождение? Тем не менее Ньютон в письмах и дневниках предстает куда менее высокомерным, чем его обычно изображали современники:

Разгадать загадку природы — дело слишком сложное не только для одного человека, но и для целого поколения. Гораздо лучше в полной мере усвоить хотя бы часть этих знаний, а остальное оставить потомкам, которые придут после вас. Невозможно постичь непостижимое.

В другой записи, более известной широкой аудитории, он говорит о том же, но с меньшим пафосом:

Не знаю, за кого меня принимают другие. Но самому себе я напоминаю мальчика, который играет на морском берегу, забавляясь тем, что иногда попадается камешек, более красивый, чем остальные. А тем временем великий океан непознанных истин лежит передо мной неоткрытым.

Семидесятилетний Ньютон жил в Лондоне, в Королевском научном обществе не хватало реальной работы. Англия времен Георга I была озабочена деньгами, политикой и скандалами. В британской истории период конца XVII — начала XVIII века получил название «Мыльный пузырь» Южных морей. В любом пабе собирались деловые люди, которые прямо за столиками совершали фиктивные открытия и изобретения. Писатели, руководствуясь политическими мотивами, высмеивали ученых, поэтому Ньютона они представляли воротилой, сидящим в правительственном учреждении.

Зимой 1713 года несколько недовольных авторов из тори объединились в литературное общество. Вплоть до смерти королевы Анны, последовавшей летом 1714 года, они собирались во дворце Сент-Джеймс у придворного врача Джона Арбетнота. Общество называлось Клубом Мартина Скриблеруса. Участники сообщества намеревались высмеивать современные им научные объединения. Эти дискуссии наглядно представлены в описании научно-методического сообщества в третьей части «Путешествий Гулливера». Эта же группа литераторов тори помогла Джону Грею высмеять правительство в «Опере нищих», а в 1717 году написать пьесу «Через три часа после свадьбы». Объектом сатиры в ней стал стареющий ученый, которого зовут доктор Фоссил (его имя можно перевести как «Ископаемое»). Вот типичный диалог между ним и молодым авантюристом Плотвеллом (его имя можно перевести как «Неплохая интрига»), который водит шашни с хозяйкой дома:

Фоссил: Я обещал леди Лонгфорд на время ее беременности мой орлиный камень, но не дал. Теперь бедняжка сама выглядит, как ее выкидыш, и это хорошо. Ха! Кто здесь! Я не люблю этого паренька. Но я не буду строгим.

Плотвелл (обращается к собеседнику на латыни): Светлейший господин, с прибытием!

Фоссил: Светлейший господин? Не слышал раньше от тебя латыни. Если не можете общаться по-английски, давайте пробуем поговорить на этом языке.

Плотвелл: Я мочь говорить по-английски, но совсем чуть-чуть. Я слышать много хороших слов о великом просветителе, знатоке всех искусств и наук, выдающемся докторе Фоссиле. Я хотеть бы установить коммутэйшн (как вы называете это), чтобы обменивать звон моих колокольчиков на ваши динь-доны.

Сначала разговор идет, конечно, об алхимии. Беседа ведется на специфическом языке:

Фоссил: Скажите, сэр, из какого вы университета?

Плотвелл: Из знаменитого Краковского…

Фоссил:…И какого аркана вы магистр?

Плотвелл: Коробочки для табака.

Фоссил: Табакерки.

Плотвелл: Да, табакерки. Это есть самое истинное золото.

Фоссил: Что из этого следует?

Плотвелл: Я делать золото из свинца под руководством Великой церкви Кракова.

Фоссил: Какими операциями?

Плотвелл: Обжигом, переплавкой, очисткой, возгонкой, амальгамированием, атмосферными осадками, испаряемостью.

Фоссил: Осторожнее! Что вы говорите? Испаряемости золота еще пока никто не видел.

Плотвелл: Не мне учить прославленного доктора Фоссилу — именно так получать неспелое золото.

Фоссил: Сказано истинно философом. Как наш язык отличается от юридического! Возьмем, например, определенные документы парламента, которыми установлены два значения слова вырубка: углубление в шахту и вырубка молодого леса.

Далее имитация научной речи становится еще более гротескной, и в духе довольно злой сатиры поднимаются темы определения географической долготы у мореходов, изобретения производной и дифференциалов:

Фоссил: Я сейчас не склонен к экспериментам.

Плотвелл: …Вы что-нибудь понимаете в долготе?

Фоссил: Я не имею дела с тем, что существует только в фантазиях. Меня больше увлекает создание эликсира.

Плотвелл: А как часто ваша думать о производной?

Фоссил: Я не признаю ничего, кроме ртути.

Плотвелл: Ха-ха! Я имею в виду количественные характеристики.

Фоссил: Самое большое количество вещества, с которым я имел дело, — три кварты за один день.

Плотвелл: Не будет вас труд объяснить, в чем секрет гидрологии, геологии, минералогии, гидравлики, акустики, пневматики и логарифмирования?

Фоссил: Это всё — вне сферы моих интересов.

Сегодня нам кажется странным, что современники столь непочтительно высмеивали Ньютона и подвергали жесткой критике его работы. Но всякая новая теория прямо или косвенно бросает вызов существующим доктринам, угрожая рано или поздно занять их место в мировоззренческой структуре общества. Теория Ньютона не стала исключением. Это было ее силой и ее слабостью. Второе уязвимое место своей системы ученый называет сам — абсолютное пространство, которое он считал плоским и имеющим одни и те же свойства в любой точке Вселенной. Именно эти два постулата теории Ньютона жестко критиковал Лейбниц, и в общем-то справедливо, потому что они противоречат даже нашему повседневному опыту: земная поверхность воспринимается нами плоской, в то время как во времена Ньютона уже любой моряк знал, что это не так.

Земля имеет форму шара, поэтому каждый из двух наблюдателей, расположенных в противоположных точках экватора, может заявить: «В какую бы сторону я ни повернулся, я буду стоять лицом к другому наблюдателю!»

К такому выводу не может прийти обитатель плоской Земли или, по крайней мере, считающий Землю плоской на том основании, что на небольших расстояниях он не способен отличить поверхность огромной сферы от плоскости. Подобной близорукостью грешит теория Ньютона. Иначе говоря, ученый в теории ведет себя так: выплывая в космос с целью его изучения, он в одной руке держит футшток,[6] в другой — карманные часы. Затем он предполагает, что весь мир устроен так же, как то пространство, которое он видит перед собой. А это ниоткуда не следует.

Более того, даже если пространство не плоское, оно не обязательно сферическое, иначе говоря, оно не обязано везде иметь положительную кривизну. Пространство может менять свою кривизну, содержать седловые точки,[7] из-за чего движение тел в таком пространстве может быть более предпочтительным в одних направлениях, нежели в других. Мы по-прежнему будем видеть, как планеты движутся по орбитам, но причиной их движения будет не гравитационное поле, а геометрия пространства.

На рисунке показаны последовательные этапы превращения сферы, имеющей положительную кривизну, сначала в цилиндр с нулевой кривизной, а затем в гиперболоид вращения с отрицательной кривизной поверхности.

Во времена Ньютона требовать большего от любого, самого одаренного ученого, было невозможно — математика пока была не в силах постичь реальный мир. О его свойствах догадывались лишь наиболее просвещенные и вдумчивые философы. Они предлагали рассматривать пространство как абсолютную систему координат, сетку. Ньютон упростил представления о мире в ущерб реальности. Лейбниц, не согласившись с ним, произнес пророческие слова: «Я принимаю термин „пространство“ но при этом он будет означать нечто относительное, такое же, как и время».

У Ньютона время тоже было абсолютом. Оно имело решающее значение при астрономических расчетах: мы не знаем, как далеко от нас расположены звезды, и можем лишь фиксировать моменты их прохождения через меридиан. По этой причине мореходы призывали к совершенствованию двух главных навигационных приборов — телескопа и часов.

В первую очередь требовалось улучшить телескоп — этим занялись в новой Королевской обсерватории в Гринвиче. Инициировал работу вездесущий Роберт Гук, который вместе с Кристофером Реном проводил реконструкцию Лондона после великого пожара 1666 года. Мореплаватели теперь могли определять свое местоположение, пользуясь новой точкой отсчета — Гринвичским меридианом, проходящим через центральную обсерваторию. Этот меридиан определял два ключевых репера: нулевую долготу и гринвичское время.

Вторым новшеством стало усовершенствование часового механизма. Часы превратились в символ эпохи, потому что благодаря теории Ньютона они нашли практическое применение в открытом море. Хронометр, показывающий время по Гринвичу, помогал морякам ориентироваться в океане. Принцип расчетов предельно прост: Земля совершает полный оборот вокруг своей оси по отношению к Солнцу за 24 часа, следовательно, на каждый из 360 градусов она поворачивается за четыре минуты. Матрос, который видит Солнце в кульминации (в самой высокой точке над горизонтом), смотрит на хронометр и понимает по разнице во времени, на какой он находится долготе.

Правительство пообещало вручить приз в размере 20 000 фунтов стерлингов тому, кто сумеет разработать часы, по которым можно было бы ориентироваться с точностью до половины градуса во время шестинедельного похода. Лондонские производители часов (в их числе Джон Харрисон) создали совершенно гениальный механизм, маятник которого исправно работал независимо от крена судна.

Эти технические задачи спровоцировали в конце XVII века изобретательский бум. Справедливости ради стоит отметить, что проблема учета точного времени и сегодня вдохновляет ученых и инженеров на оригинальные и остроумные придумки. Действительно, морской поход корабля сродни звездным путешествиям. Как звезда перемещается в пространстве и как мы определяем, сколько времени занимает ее путь? Стартовой точкой подобных расчетов стали навигационные карты мореходов, потому что они заставили задуматься об относительности времени.

Часовые мастера XVII–XVIII веков были аристократией среди ремесленников подобно мастерам-каменщикам в Средние века, что говорит о важности этих приборов в жизни людей. Часовщики стремились к тому, чтобы хронометры не только показывали точное время, но и воспроизводили движение планет по небу.

Господство идей Ньютона длилось без малого два столетия. Если бы его призрак пришел в Швейцарию в конце XIX века, то все часы в унисон должны были пропеть ему: «Аллилуйя»! Однако, по иронии судьбы, в начале 1900-х именно в Берне, в двухстах ярдах от старинной часовой башни, начиналась научная карьера человека, который снова перевернул наши представления о мире с ног на голову. Его звали Альберт Эйнштейн.

Как раз в это время были обнаружены странности с поведением света. В 1881 году Альберт Майкельсон в ходе экспериментов, которые ученый провел с применением изобретенного им прибора и повторил через шесть лет совместно с Эдвардом Морли, установил, что скорость света всегда остается постоянной и не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости наблюдателя. Открытие американских физиков противоречило законам Ньютона, что взволновало мировое научное сообщество и породило множество вопросов.

Вряд ли молодой Эйнштейн был в курсе этих споров. Он не входил в число наиболее прилежных студентов университета.

Однако к моменту переезда в Швейцарию он уже задавался вопросами, как выглядел бы наш мир с точки зрения путешественника, движущегося вместе со световым лучом.

Поиск ответа на вопрос, что такое свет, был достаточно трудным, потому что путь к истине полон парадоксов. И все же, как в любой творческой деятельности, самое важное здесь — правильно сформулировать вопрос. Гениальность таких людей, как Ньютон и Эйнштейн, заключается в том, что они умеют ставить прозрачные, почти детские вопросы, ответы на которые имеют фундаментальное значение.

Поэт Уильям Купер за это качество называл Ньютона «мудрецом, похожим на дитя», и такое описание вполне применимо и к Эйнштейну, чьего лица, казалось, никогда не покидало удивленное выражение. О чем бы ни писал гениальный ученый — о попытке догнать световой луч или о падении сквозь пространство, — его тексты всегда были полны простых, красивых и наглядных аналогий. Я приведу один подобный фрагмент его работы, в которой он описывает принцип относительности. Эйнштейн делает это на примере того, как он, работая клерком, каждый день ездил на трамвае на службу. Исходный пункт — дом со старинными часами, конечный — Швейцарское патентное бюро.

Отправной точкой рассуждений становится почти детский вопрос: «Как бы выглядел окружающий мир, если бы я путешествовал на световом луче?» Если трамвай будет удаляться от часов со скоростью света, то, с точки зрения пассажира, эти часы остановятся.

Позвольте мне разъяснить, почему так происходит. Предположим, что часы расположены у меня за спиной. Они показывают полдень. Это момент отправления. Но допустим, что я удаляюсь от них на световом луче на 300 000 километров. Такое расстояние я преодолею за одну секунду. Но часы будут по-прежнему показывать полдень, потому что отраженному от них свету требуется та же секунда, чтобы добраться до меня. Таким образом, до тех пор, пока я путешествую на трамвае со скоростью света, я буду наблюдать, как часы на башне будут показывать одно и то же время.

Это удивительный парадокс! Я не стану вдаваться в его последствия и проблемы, которыми был озабочен Эйнштейн. Только констатирую факт, что если я путешествую на луче света, то окружающее время для меня останавливается. Это означает, что, достигнув скорости света, я останусь один в своем собственном пространстве и времени, которое все более и более будет расходиться со временем остального мира.

Подобные парадоксы помогают понять две вещи. Первая очевидна: универсального времени не существует. Вторая сложнее: путешественник и домосед воспринимают один и тот же опыт по-разному, как и каждый из нас. Например, если я еду на трамвае, то законы, связывающие скорость, время и расстояние, для меня точно такие же, как и для человека, стоящего на тротуаре под часами. Однако фактические значения, которые получим я и стоящий на мостовой человек, не совпадут.

В этом — суть принципа относительности. Однако встает очевидный вопрос: «Что объединяет разные точки зрения?» Прежде всего — свет, который является носителем информации, связывающей нас. Именно поэтому с 1881 года физиков озадачивает факт: когда мы обмениваемся сигналами, информация между нами всегда движется с одной и той же скоростью. Иначе говоря, скорость света — постоянная величина. При этом время, пространство и масса — характеристики, индивидуальные для каждого наблюдателя, но на всех нас действуют одинаковые законы, потому что и трамвай, и человека, стоящего на тротуаре, связывает скорость света, которая при любых условиях остается неизменной.

Свет и другие излучения являются сигналами, которые распространяются по Вселенной, словно рябь по воде, и не существует способа заставить их двигаться быстрее, чем они это делают. Свет, радиоволны или рентгеновское излучение передают новости и сообщения, формируя базовую сеть информации, которая связывает воедино материальную Вселенную. Даже если сообщение, которое необходимо послать из одной точки в другую, представляет собой сигнал точного времени, все равно мы не сможем получить его быстрее, чем его доставит свет или радиоволна. Для Вселенной не существует универсального времени, не существует сигнала от Гринвичской обсерватории, по которому мы могли бы настроить наши часы, не учитывая скорость света.

Тут необходимы пояснения. Человек, включающий фонарик, видит движение луча света или пули иначе, чем случайный прохожий. Последнему траектория света покажется длиннее, а поскольку скорость света для них одна и та же, то время, прошедшее между двумя событиями — включением фонарика и появлением светового пятна на противоположной стене, — будет для разных наблюдателей разным.

Неужели это реально? Да. Мы уже достаточно знаем о космических и атомных процессах, чтобы убедиться: при высоких скоростях все так и есть. Если бы я передвигался со скоростью, равной половине скорости света, то потраченные мной три с небольшим минуты с точки зрения пешехода на тротуаре длились бы на полминуты дольше.

Теперь разгоним трамвай до скорости света и посмотрим, как будет выглядеть пространство во время этого путешествия. Согласно теории относительности, предметы вокруг меня деформируются. Возникнут также цветовые искажения, но вызванные уже другими причинами. Шпили и островерхие крыши зданий будут словно кланяться путешественнику, остальные дома как будто поспешат столпиться вокруг него. Я двигаюсь по горизонтальной оси, поэтому горизонтальные расстояния покажутся мне короче, но высота объектов останется прежней. Формы автомобилей и силуэты людей сузятся. Все описанное верно и для того, на кого я смотрю, и, наоборот, для тех, кто смотрит на меня. Этот кэрролловский зазеркальный мир относительности симметричен, и мой трамвай для наблюдателя тоже как будто сплющится по длине.

Очевидно, что картина мира Эйнштейна отличается от модели Ньютона. Для последнего время и пространство были абсолютами, в рамках которых материальные события развивались единообразно. Подобный взгляд — это взгляд всевидящего ока, созерцающего картину, единую для всех. Эйнштейн смотрел на мир взглядом человека, при котором то, что вижу я, и то, что видите вы, зависит от каждого из нас, от нашего положения и скорости. И эту относительность нельзя устранить. Мы не можем знать, каков мир сам по себе, мы можем только сопоставлять свои наблюдения, общаясь между собой.

Я в своем трамвае и вы в кресле с книгой можем передать друг другу только наши личные впечатления. К тому же сообщения не передаются мгновенно, неизбежное запаздывание сигнала всегда связано с конечной скоростью распространения света.

В реальности трамвай не движется со скоростью света. Эйнштейн ездил на нем до Швейцарского патентного бюро. По вечерам ученый частенько заходил в кафе «Больверк». Работа с патентами была не слишком обременительной. Честно говоря, большинство заявок (например, предложение по усовершенствованию старого ружья или некоего устройства для управления переменным током) выглядели довольно глупо. На подобных бланках Эйнштейн частенько писал: «Ошибочно, неточно, не ясно».

По вечерам за столиком кафе «Больверк» он встречался со своими коллегами — и тут начиналась настоящая жизнь, потому что они говорили о физике. Эйнштейн, как правило, молчал. Он курил сигары, пил кофе и очень много думал. В его голове роились вопросы, так далекие от обычных физических проблем. Как происходит обмен информацией между людьми? Что это за процесс? Какие сигналы мы посылаем друг другу? Как мы расшифровываем эти послания?

Поиск ответа на подобные вопросы стал сутью всех его работ. Шаг за шагом он приближался к истине.

Результатом раздумий стала статья, опубликованная в 1905 году, под названием «К электродинамике движущихся тел». В этом объемном труде заложены основы той стройной формулы, которая будет опубликована чуть позже: Е=mс2. Для нас особенно важно, что первые строки Эйнштейна, касающиеся теории относительности, закладывали основу для создания в будущем атомной физики. Для Эйнштейна это был шаг к созданию единой картины мира — так воспринимали свои открытия и другие мыслители от науки, включая Ньютона. Теория относительности родилась из глубокого понимания процессов, происходящих в природе и в общении между людьми. Физика — это не события, а наблюдения. Предложенный Эйнштейном метод основан на представлении о мире, в основе которого лежат не события, а отношения.

Впоследствии Эйнштейн вспоминал то время с удовольствием и даже сказал своему другу Силарду: «Это были самые счастливые годы моей жизни. Никто не ожидал, что я способен нести золотые яйца». Конечно, как иначе можно назвать открытия Эйнштейна — квантовые эффекты, общую теорию относительности и теорию поля? Последователи сумели доказать многие теоретические выводы и гипотезы ученого. Например, в 1915 году он в рамках общей теории относительности предположил, что гравитационное поле вблизи Солнца может заставить луч изгибаться благодаря искривлению пространства. Королевское научное общество отправило две экспедиции в Бразилию и на Западное побережье Африки для наблюдения за поведением солнечных лучей во время солнечного затмения. 29 мая 1919 года руководитель экспедиции Артур Эддингтон сделал уникальные фотографии звезд во время затмения. Ученый считал это величайшим моментом в своей жизни. Он поспешил телеграммой сообщить новость математику Джону Идензору Литлвуду а тот немедленно написал о результатах экспедиции Бертрану Расселу:

Дорогой Рассел:

Теория Эйнштейна полностью подтвердилась. Прогноз отклонения — 1 мин. 72 сек., реально наблюдаемый угол — 1 мин. 75 сек. ± 06.

С уважением, Дж. И. Л.

Таким образом, теория относительности из умозрительных заключений стала реальностью. Формула Е = mс2 со временем была экспериментально и практически подтверждена. Даже идея о том, что движущиеся часы идут иначе, чем неподвижные, подтвердилась полностью и теперь считается неоспоримой. А тогда, в 1905 году, Эйнштейн в шутку описал эксперимент, который мог бы подтвердить эту его теорию:

Попробуйте синхронизировать два часовых механизма. Один из них закрепите в точке А, второй запустите с постоянной скоростью по замкнутой кривой из точки А в точку А. Пусть все время путешествия составляет по показаниям неподвижных часов t секунд. При этом движущиеся часы отстанут на величину 1/2t(v/c)2. Следовательно, часы, зафиксированные на экваторе Земли, будут идти немного медленнее, чем такой же хронометр, закрепленный на одном из полюсов Земли.

Эйнштейн умер в 1955 году — через пятьдесят лет после великой статьи 1905 года. Однако тогда невозможно было измерить время с точностью до одной миллиардной доли секунды, так что предложение сравнить скорость течения времени на экваторе и на полюсе казалось очень странным. Сегодня это получилось — еще как получилось!

Эксперимент был проведен в Харуэлле, оксфордском центре научно-исследовательских работ по атомной энергетике, молодым ученым по имени X. Дж. Хей. Он сделал модель Земли, поместив на плоскую тарелку полюс (в центре) и экватор (по ободу). В центр установил неподвижный хронометр, а на обод — очень точные часы и заставил их описывать окружность. Эти часы измеряют время путем статистических подсчетов количества распадающихся радиоактивных атомов. Разумеется, у Хея часы, движущиеся по ободу, шли медленнее тех, что были закреплены в центре. Этот эффект можно наблюдать на любом вращающемся диске, например на пластинке, которая крутится на граммофоне.

Эйнштейн был создателем скорее философской, чем математической, системы. Его гениальность проявлялась в его философских идеях, которые позволяли совершенно по-новому взглянуть на практический опыт.

Он не смотрел на природу как на Бога, он изучал ее как следопыт, то есть, находясь внутри хаоса, он пытался увидеть его свежим взглядом и найти закономерности. Он описывал Вселенную такой, какой ее наблюдал:

Мы забыли, какие свойства мира ощущений заставили нас выработать те или иные донаучные концепции, поэтому нам трудно перестать смотреть на этот мир через призму устаревших представлений. Существует и другая трудность: наш язык состоит из слов, которые неразрывно связаны с этими примитивными понятиями. Вот те препятствия, что стоят перед нами, когда мы пытаемся описать сущность донаучной концепции пространства.

Эйнштейн связал свет со временем, а время — с пространством. Энергию он поставил в зависимость от материи, материю поместил в пространстве, а пространство подчинил гравитации. До последних дней жизни ученый продолжал искать связь между гравитацией, силами электричества и магнетизма. Я помню лекции Эйнштейна, которые он читал в Доме сената Кембриджского университета. Ученый был одет в старый свитер и теплые домашние тапочки на босу ногу.

Свитер, домашние тапочки, нелюбовь к подтяжкам и носкам для Эйнштейна — не эпатаж. Эйнштейн, скорее всего, стал выразителем постулата Уильяма Блейка, воскликнувшего в одной из своих статей: «Чертовы путы! Благословенна свобода!» Эйнштейн совершенно не заботился о карьерном успехе, респектабельности или приличиях. Большую часть времени он понятия не имел о том, что ожидают от людей его положения. Он ненавидел войну, жестокость, лицемерие, а главное — он ненавидел догму. Но, пожалуй, ненависть не совсем правильное слово, ближе к сути — чувство печального отвращения. Эйнштейн считал, что ненависть — это тоже своего рода догма. Он отказался стать президентом государства Израиль, потому что (как он сам объяснил) его голова не подходила для решения гуманистических проблем. Надо сказать, что очень редко люди отказываются от президентского кресла из таких соображений. Если бы все руководствовались ими, институт президентства бы не выжил.

Конечно, с моей стороны дерзость говорить о Восхождении человека в присутствии двух гениев — Ньютона и Эйнштейна, которые приближались к богам. Из них Ньютон — бог Ветхого Завета, Эйнштейн — фигура Нового Завета. Он был полон человеколюбия, сочувствия и вызывал огромную симпатию. В природе он видел нечто божественное и часто говорил о ней. Он любил рассуждать о Боге: «Бог не играет в кости» или: «Бог не злонамерен». Это порядком раздражало его современников, даже Нильс Бор однажды резко одернул Эйнштейна: «Прекратите указывать Богу, что ему делать». Не совсем справедливо, конечно. Эйнштейн обладал талантом формулировать простые вопросы. Как показали его жизнь и работа, он сумел найти ясные ответы на многие из них. И читая их, понимайте, что вы слышите голос бога мышления.

Глава 8. Подчинение энергии

Революции совершаются не волею судеб, а людьми. Иногда гениальными одиночками. Великие революции XVIII века происходили по инициативе небольших групп, объединивших усилия. Что пробудило в них убеждение, что каждый способен стать творцом своей судьбы?

Сейчас мы воспринимаем как должное принцип социальной ответственности науки. Эта идея не пришла бы в голову Галилею или Ньютону. Наука была для них объяснением мира, и единственная ответственность, которую они признавали, — это говорить правду. Современный концепт науки как социального предпринимательства родился в эпоху промышленной революции. Нас удивляет, что мы не можем заметить его раньше, поскольку питаемся иллюзией, будто индустриализация положила конец золотому веку.

Промышленная революция представляет собой длинную цепь преобразований и реформ, начавшихся в 1760-х годах. Индустриализация общества — часть большой триады, в которую также входили Американская революция, начавшая в 1775 году, и Великая французская революция 1789 года. Может показаться странным, что мы объединяем промышленную революцию с двумя политическими революциями, но по факту все они суть социальные революции. Индустриализация стала английским способом внедрить социальные реформы в общественные структуры, поэтому я рассматриваю ее как Английскую революцию.

Почему Английскую? Ответ очевиден: она началась в Англии. Англия была ведущей промышленной державой. Однако производство было кустарным, поэтому революция зародилась в деревнях. Ее творцами были простые ремесленники: слесари, часовщики, строители каналов, кузнецы. Деревенское происхождение делало промышленную революцию еще более английской по духу.

В первой половине XVIII века Ньютон вошел в весьма преклонные года, а Королевское научное общество постепенно приходило в упадок. Золотой век доживали кустарное производство и заморская торговля, державшаяся на энтузиазме купцов-авантюристов. Их время ушло. Конкуренции в мире торговли заметно прибавилось. К концу столетия потребности в продукции, произведенной промышленным способом, заметно возросли. По этой причине организация труда ремесленника, работающего на дому перестала отвечать запросам времени. И в период между 1760-ми и 1820-ми годами привычный способ производства изменился: частные мастерские сменились фабриками, и ремесленники перешли из своих домов в цеха.

Мы грезим, что в XVIII веке в стране царила идиллия, что она была потерянным раем, как описал его Оливер Голдсмит в «Покинутой деревне» в 1770 году:

Мой милый Оберн, райский уголок, Где все труды селянам были впрок. Где тешила весна приветом ранним, А лето уходило с опозданьем![8]

Поэт, врач и священник Джордж Крабб, знавший сельскую жизнь не понаслышке, был возмущен сладкими виршами Голдсмита, и ответил на них ироничной поэмой, полной жизненной правды:

Да, здесь музы поют о счастливых пастушках, Потому что автор тех строк не знает их боли. О вы, изнуренные трудом и согбенные возрастом, Чувствуете, как лживы те рифмы?

В деревне человек работал от рассвета до заката, но не мог выбраться из нищеты. Машин для облегчения труда не было, разве что мельница, которая казалась древним приспособлением во времена Чосера. Таким образом, промышленная революция начиналась с таких машин, слесари стали инженерами наступающего века. Например, Джеймс Бриндли из Стаффордшира, родившийся в самой бедной деревенской семье, начал работать над усовершенствованием мельничного колеса в 1733 году, когда ему было семнадцать.

Улучшения Бриндли носили практический характер: он хотел усилить производительность водяного колеса как механизма. Это был первый многоцелевой механизм для новой промышленности. Кроме того, он улучшил процесс шлифовки в зарождающейся гончарной промышленности.

Инженеры стали активно использовать силу воды, и такие люди, как Бриндли, научились ею управлять. Бурные потоки хлынули по всей сельской местности. Вода стала не только источником силы, но и основой нового движения: Джеймс Бриндли одним из первых освоил искусство строительства каналов на Британских островах.

Бриндли начал новое предприятие на свой страх и риск, он исследовал водные артерии, путешествуя по своим инженерным делам. Герцог Бриджуотер поручил ему построить канал для транспортировки угля из шахт Уорсли в Манчестер. Это был удивительный по исполнению проект. Вот что в 1763 году писал о нем один из репортеров местной газеты Manchester Mercury:

Недавно я восхищался рукотворными чудесами Лондона и природными чудесами Пика. Однако это не сравнится с тем удовольствием, которое я получил, исследуя систему навигации на землях, которыми управляет герцог Бриджуотер. Каналы обустроены по проекту гениального мастера — Бриндли, который действительно нашел остроумные и элегантные решения. Например, акведук Бартон Свинг — это судоходный канал, возведенный на высоте макушек деревьев. Пока я разглядывал его со смешанными чувствами восторга и удивления, мимо меня прошли четыре баржи, сцепленные парами. Их тянули две лошади, идущие по мосту канала, на который я не рискнул бы шагнуть, настолько хрупкой и зыбкой кажется конструкция. Сквозь ее ажур я мог видеть темные воды широкой реки Ирвелл у себя под ногами. Примерно в миле от Манчестера, возле местечка Корнер-Брук, агенты герцога построили причал и прямо с баржи продают уголь по цене три пенса и полпенни за корзину… Следующим летом они намерены построить аналогичные пирсы в (Манчестере).

Бриндли сумел соединить Манчестер с Ливерпулем, сделав это еще более дерзким способом. Он проложил в Англии целую сеть каналов, общая протяженность которых превышает четыреста миль.

Строительство каналов в Англии имеет две особенности, которые характерны для всей промышленной революции страны. Во-первых, ее совершали практики. Например, Джеймс Бриндли был человеком малообразованным. И это неплохо, потому что знания, которые получали ученики и студенты, вряд ли могли сформировать смелого и дерзкого изобретателя. В гимназиях, согласно английским законам, изучались только классические предметы. В университетах (в то время их существовало только два — Оксфордский и Кембриджский) мало интересовались современными научными исследованиями. Кроме того, эти учебные заведения были закрыты для тех, кто не принадлежал к англиканской церкви.

Вторая отличительная черта: все новые изобретения были ориентированы на повседневное использование. Каналы и акведуки стали артериями торговых связей, потому что предназначались для прохода барж, а не прогулочных судов. В свою очередь, баржи не были оборудованы для перевозки предметов роскоши, их загружали изготовленными сельскими мастерами кухонной утварью, канатами и другими недорогими товарами. Деревни теперь превращались в города, это была торговля по всей стране.

Итак, технологии в Англии использовались по всей стране, далеко от столицы. В континентальной Европе все происходило не так. Например, французы и швейцарцы были не менее умными и изобретательными, чем англичане, в том, что касается научных штуковин. Однако они предпочитали создавать дорогие механические игрушки, предназначенные для королевских дворов и знати. Автоматы, на которые они тратили годы, до сих пор изумляют нас. Изобретателями автоматизации были французы: я имею в виду идею того, чтобы каждый шаг в последовательности движений контролировал предыдущий. Даже современные перфокарты для контроля машин были изобретены Жозефом Мари Жаккаром для шелкоткацких станков Лиона в районе 1800 года.

Обладая такого рода умениями, человек во Франции до революции мог здорово подняться. Очень показательна история часовщика Пьера Огюстена Карона, который изобрел анкерный часовой спуск, чем снискал расположение королевы Марии-Антуанетты, процветал при дворе и стал графом де Бомарше. Также у него были литературные и музыкальные способности, и позже он написал пьесу, которую Моцарт взял за основу своей «Женитьбы Фигаро». Конечно, комедия — это не правдивый источник сведений о социальной истории, однако интриги в пьесе и вокруг нее раскрывают, как не обделенный талантами человек может добиться успеха при дворе.

На первый взгляд «Женитьба Фигаро» выглядит как французский кукольный спектакль, замешанный на авантюрных поворотах фабулы. Однако именно эта пьеса стала предвестником грядущей революции. Бомарше обладал идеальным политическим чутьем и умел держать язык за зубами. Не раз он становился помощником королевских министров в нескольких опасных сделках, совершаемых от их имени. Бомарше был вовлечен в секретные поставки оружия американским революционерам, призванные помочь им бороться с англичанами. Король, должно быть, считал, что играет в Макиавелли и сможет поставлять такую политику только на экспорт. Но Бомарше был чувствительным и проницательным. Он уловил дух революции, который проникал в его страну. Именно этот нарождающийся дух писатель вложил в слова Фигаро, слуги:

Так вот как, ваше сиятельство, драгоценный мой граф! Вам, оказывается… палец в рот не клади!

Я-то терялся в догадках, почему это он не успел назначить меня домоправителем, как уже берет с собой в посольство и определяет на место курьера!

Так, значит, ваше сиятельство, три назначения сразу: вы — посланник, я — дипломатический мальчишка на побегушках, Сюзон — штатная дама сердца, карманная посланница, и — в добрый час, курьер! <…> Но только, ваше сиятельство, вы слишком много на себя берете.

Об этом знаменитая ария Фигаро, написанная Моцартом «Если захочет барин попрыгать…» (Se vuol Ballare, Signor Contino…). Она родилась из слов Бомарше:

Нет, ваше сиятельство, вы ее не получите… вы ее не получите. Думаете, что если вы — сильный мира сего, так уж, значит, и разумом тоже сильны?.. Знатное происхождение, состояние, положение в свете, видные должности — от всего этого немудрено возгордиться!

А много ли вы приложили усилий для того, чтобы достигнуть подобного благополучия? Вы дали себе труд родиться, только и всего. Вообще же говоря, вы человек довольно-таки заурядный. <…>

Тут начались споры о происхождении богатств, а так как для того, чтобы рассуждать о предмете, вовсе не обязательно быть его обладателем, то я, без гроша в кармане, стал писать о ценности денег и о том, какой доход они приносят. Вскоре после этого, сидя в повозке, я увидел, как за мной опустился подъемный мост тюремного замка, а затем, у входа в этот замок, меня оставили надежда и свобода. <…> глупости, проникающие в печать, приобретают силу лишь там, где их распространение затруднено <…> что где нет свободы критики, там никакая похвала не может быть приятна <…> только мелкие людишки боятся мелких статеек.

Вот что происходило во французском обществе, взявшем за образец придворную жизнь. Оно было таким же формализованным, как сады замка Вилландри.

Сегодня сцена в комедии Бомарше, в которой Фигаро столь фамильярно обращается к графу, не кажется революционной. Но вспомним, когда были написаны эти строки: писатель завершил работу над пьесой в 1780-м. Затем ему пришлось выдержать четырехлетнюю борьбу с цензорами, чтобы опубликовать ее. При этом главным из оппонентов был Людовик XVI. Выход в свет комедии вызвал в Европе грандиозный скандал. Тридцатилетний Моцарт пришел в восторг от сюжета и в 1786 году представил венской публике пьесу Бомарше в форме оперы. Три года спустя — в 1789 году — разразилась Великая французская революция.

Неужели Людовик XVI был свергнут со своего трона и обезглавлен из-за «Женитьбы Фигаро»? Конечно, нет. Сатира — не социальный динамит, тем не менее она — социальный индикатор, который показывает, что новые люди уже на пороге. Это обстоятельство заставило Наполеона назвать последний акт пьесы «революцией в действии». Это сам Бомарше устами Фигаро говорил графу:

«Думаете, что если вы — сильный мира сего, так уж, значит, и разумом тоже сильны? <…> Вы дали себе труд родиться, только и всего».

В лице этого писателя Франция обрела другой тип аристократии, рабочего толка: часовщики в его веке, каменщики в прошлом, печатники. Что восхитило молодого Моцарта? Революционный пыл, присущий движению масонов, к которому композитор принадлежал и которое он прославил в опере «Волшебная флейта». К XVIII веку масонство стало влиятельным тайным обществом, противостоящим официальной власти и церкви. Моцарт не скрывал своей принадлежности к нему, поэтому в 1791 году было достаточно трудно найти священника, который бы согласился посетить его на смертном одре. Пожалуй, самым известным масоном XVIII века стал печатник Бенджамин Франклин. В 1784 году он был американским послом при дворе Людовика XVI, когда «Женитьба Фигаро» была впервые поставлена. Он больше чем кто-либо символизирует собой ту славную когорту людей, которые смело смотрят вперед, ведут за собой и определяют идеологию наступающего века.

Начнем с того, что Франклин был везунчик. Когда он в 1778 году собирался ко двору чтобы вручить верительные грамоты королю, оказалось, что парик и камзол ему слишком малы. Так что он смело отправился без парика и был тут же окрещен «дитя природы из лесов».

В каждом поступке он проявлял себя как человек, который обладает умом и умеет это показать. Он публиковал ежегодный «Альманах бедного Ричарда», в котором много сырого материала для будущих афоризмов: «Голод не знает плохого хлеба», «Хотите узнать стоимость денег — попробуйте взять их взаймы». Позже он писал об этом:

В 1732 году я выпустил свой первый альманах… Он выходил без малого 25 лет… Я пытался сделать его интересным и полезным, поэтому он стал пользоваться спросом и начал приносить мне значительную прибыль. Ежегодный тираж превысил десять тысяч экземпляров… Трудно найти район или провинцию, где бы не знали мой альманах. Создавая его, я стремился, чтобы он был понятен таким читателям, которые едва ли стали бы покупать любые другие книги.

Франклин был остроумным и находчивым. Например, в 1783 году в Париже запускали воздушный шар. «Кому это надо?» — спросил ворчливо один из зевак, наблюдавших за этим зрелищем. Франклин мгновенно ответил: «А какая может быть польза от новорожденного ребенка?» Характер Франклина проявляется в этом ответе — оптимистичном, реалистичном, содержательном. Недаром в следующем столетии его процитировал Майкл Фарадей. Франклин ясно понимал, как нужно говорить о вещах. Он сделал первую пару бифокальных очков для себя, разрезав линзы пополам, потому что не понимал французский при дворе, если не видел выражение лица говорившего.

Такие люди питают страсть к рациональному знанию. Глядя на гору его достижений, поражаешься богатству его фантазии и воображения. Научным развлечением того времени было электричество. Франклин любил повеселиться (и достаточно грубые шутки), но к электричеству относился серьезно, признавая его могучей природной силой. Именно Франклин предположил, что молния представляет собой электрический разряд, а в 1752 году доказал это. Как ему удалось? Он запустил в грозу бумажного змея с привязанным к нему металлическим ключом. По счастью, во Франклина молния не ударила, досталось только тем, кто пытался повторить его опыт. Но и этому эксперименту Франклин нашел практическое применение: он придумал громоотвод и использовал его для обоснования теории электричества, доказывая тождественность атмосферного и получаемого трением электричества.

Громоотвод времен Бенджамина Франклина.

Стоит вспомнить еще один интересный факт, имеющий отношение к изобретению громоотвода. Бенджамин Франклин справедливо полагал, что громоотвод с острым концом будет лучше работать. Это оспаривали некоторые ученые, которые считали, что наконечник громоотвода должен иметь круглую форму. Арбитром выступило Королевское научное общество Англии. Однако спор разрешился на более примитивном и высшем уровне: король Георг III, в ярости от Американской революции, приказал разместить на королевских зданиях громоотводы с круглыми наконечниками. Вмешательство политики в науку обычно заканчивается плачевно. Хотя по своей анекдотичности ситуация близка к войне между империями Лилипутией и Блефуску, которые спорили о том, с какого конца следует есть вареное всмятку яйцо — с тупого или острого. Эту историю описал Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера».

Франклин и его друзья жили наукой, она всегда присутствовала в их мыслях, словах, делах. Понимать законы природы было для них наслаждением. Франклин при этом оставался политиком — независимо от того, печатал он бумажные деньги или писал свои бесчисленные остроумные памфлеты. В политике он был таким же экспериментатором, как и в науке. Например, в Декларации о независимости он отказался от витиеватого стиля и написал ее простым и ясным языком: «Мы исходим из той самоочевидной истины, что все люди созданы равными…» А когда вспыхнула война между Англией и американскими революционерами, он открыто, страстно и гневно написал своему другу, английскому политику:

Вы начали сжигать наши города. Посмотрите на свои руки — Они запачканы кровью тех, кто связан с вами братскими узами!

Красный стал главным цветом новой Англии — он пылал и в проповедях Джона Уэсли, и в зареве от работающих печей, которое расцветило небо времен промышленной революции. Самым ярким стал пейзаж ремесленного поселка Эббидэйл в Йоркшире, первого металлургического центра Англии. В индустрии царили металлурги: могущественные демонические фигуры, которых правительство подозревало в том, будто они считают, что люди и впрямь созданы равными. Рабочие на севере и на западе больше не были заняты на фермах, они образовали промышленное сообщество. Им надо было платить звонкой монетой, а не натурой. Правительство в Лондоне было далеко от всего этого. Оно отказывалось печатать даже мелкую монету, так что Джон Уилкинсон и другие мастера начали чеканить собственные монеты для выплаты зарплаты со своими некоролевскими лицами.

Часто металлурги чеканили и выдавали жалованье монетами, изображая на них свои некоролевские лица.

Монета Джона Уилкинсона, 1788 год.

В столице встревожились: не республиканский ли это заговор? Нет, это был не заговор. Но смелые изобретения действительно рождаются в смелых и дерзких умах. Вспомним, например, Тома Пейна — автора первой модели железного моста, выставленного в Лондоне, человека с пламенным сердцем и автора «Прав человека».

Тем временем чугун уже использовался революционными способами металлургами вроде Джона Уилкинсона. В 1787 году он построил первую в мире чугунную лодку и завещал, чтобы гроб с его прахом доставили на кладбище именно на ней. В 1808 году волю мастера исполнили: после смерти Уилкинсона чугунный гроб с его телом погрузили на построенную им чугунную лодку. Это судно прошло под Железным мостом, который он возвел в 1779 году в соседнем Шропшире.

Бросило ли вызов строительство из чугуна строительству соборов? Безусловно. Это была героическая эпоха. Вспомним другого исторического персонажа — Томаса Телфорда, умевшего прекрасно вписывать железные сооружения в ландшафты. Он родился в семье бедного пастуха, с юных лет пошел работать подмастерьем каменщика. Сумел стать инженером-строителем дорог и каналов, был дружен с поэтами. Возведенный им акведук, который несет воды канала Лланголлен над рекой Ди, показывает, насколько тонко Телфорд чувствовал материал и масштаб пейзажа. Надо сказать, что все памятники промышленной революции отличаются древнеримским размахом, который демонстрирует силу духа республиканцев.

Людей, которые совершили промышленную революцию, обычно изображают как дельцов с железной хваткой и отсутствием любых иных мотивов, кроме корысти. Это, конечно, глубочайшее заблуждение. Многие из них были изобретателями и поэтому оказались в бизнесе. И большинство из них не принадлежали англиканской церкви, а придерживались пуританской унитарной или другой аналогичной традиции. Джон Уилкинсон находился под сильным влиянием своего шурина Джозефа Пристли, ставшего впоследствии известным химиком. Однако его увлекала не только наука, он был одним из первых унитарных министров, провозгласившим принцип: «наибольшее счастье наибольшего числа людей».

Джозеф Пристли, в свою очередь, был научным консультантом Джозайи Веджвуда. Последний сегодня наиболее известен как человек, создававший столовую посуду для аристократии и королевской семьи. Действительно, он занимался этим промыслом, но выполнял только очень дорогостоящие заказы. Например, в 1774 году он изготовил по заказу Екатерины Второй сервиз на тысячу персон. Работу он оценил в две тысячи фунтов стерлингов — самый дорогой заказ из всех, которые тогда выполняли мастера, хотя материалом для сервиза был веджвудский кремовый фаянс и на изготовление сервиза его пошло на 50 фунтов. Но знаменитым и богатым Веджвуда сделал не фарфор, а обычные глиняные изделия для повседневного пользования. Их мог купить любой человек на улице за шиллинг. И именно они изменили кухни рабочего класса времен промышленной революции.

Веджвуд был неординарным человеком: изобретатель и мудрый торговец, он искусно применял на практике научные методы, что позволяло сделать производство продукта и его продажу более выгодным и точным делом. Например, он решил сложную проблему, существовавшую с древнейших времен, — изобрел способ измерения высоких температур в печи, придумав пирометр. Неудивительно, что после этого его избрали членом Королевского научного общества.

Джозайя Веджвуд не был исключением, таких людей, как он, насчитывалось в Англии несколько десятков. Веджвуд же входил в Лунное общество Бирмингема (Бирмингем все еще был группкой промышленных поселений), которое насчитывало как раз десяток членов, собиравшихся в полнолуние, — отсюда и название. Они собирались, когда светила полная луна, потому что для таких людей, как Веджвуд, живших в отдалении от Бирмингема, темные дороги были небезопасны.

Веджвуд не был самым крупным промышленником в обществе. Лидером по праву считался Мэттью Болтон, который привез в Бирмингем Джеймса Уатта. Вместе эти два инженера построили паровую машину. Мэттью Болтон обожал рассуждать об измерениях, он говорил, что ему на роду было написано стать инженером, потому что он родился в 1728 году — именно столько кубических дюймов в кубическом футе.

Видную роль в Лунном обществе играла медицина, так как в ней также были достигнуты кое-какие успехи. Уильям Уитеринг, один из бирмингемских врачей, открыл лечебные свойства дигиталиса. Другим известным участником Лунного общества был доктор Эразм Дарвин — дед Чарльза Дарвина. А кто был другим дедом? Джозайя Веджвуд.

Подобные сообщества являли собой пример социальной ответственности (в английском смысле) деятелей промышленной революции. Хотя тут я не совсем справедлив, потому что такой подход формировался под сильным влиянием мыслей Бенджамина Франклина и других американцев. Красной нитью через него проходила простая вера в то, что хорошая жизнь — нечто большее, чем материальное благополучие, но материальное благополучие необходимо для хорошей жизни.

Англии потребовалось сто лет, прежде чем идеалы Лунного общества воплотились в викторианской Англии. Самые простые вещи получили повсеместное распространение, а теперь они кажутся смешными, как викторианская открытка. Смешно думать, что хлопчатобумажное нижнее белье и мыло могли изменить жизнь бедноты. Но такие простые вещи — угол в железной печурке, стекла в окнах, выбор еды — значительно подняли уровень жизни и благополучия. По современным меркам, индустриальные города XVIII века были трущобами, но для людей переселение в дом ленточной застройки из сельского дома означало освобождение от голода, антисанитарии и болезней и появление множества возможностей. Спальня, на стене которой висит нравоучительный текст, кажется нам смешной и выспренной, но для жены рабочего это был первый опыт благопристойного поведения в частной жизни, отделенной от остальных. Вероятно, железная кровать спасла от родильной горячки большее количество женщин, чем черный саквояж врача, который сам по себе был тогда нововведением в медицине.

Описанные выше преимущества появились только благодаря массовому — заводскому — производству. Условия труда на промышленных предприятиях были ужасными — школьные учебники тут не обманывают. Но таковыми они остались с прежних времен: плохо оборудованные, тесные шахты и мастерские, жестокая система надзора над работниками. Фабрики работали по образу и подобию сельских кустарных ремесел, без малейшего снисхождения к тем, кто на них трудился.

Загрязнение окружающей среды промышленными отходами также не было чем-то новым. Шахты и мастерские точно так же загрязняли ее раньше. Мы привыкли считать экологические проблемы бедой нашего времени, но на самом деле безразличие к природе, к здоровью и благополучию людей проявлялось веками, приводя к ежегодным эпидемиям чумы.

Новое зло, с которым раньше человечество не сталкивалось, — это зависимость человека от темпа работы машин, мощь и энергия машин. Первое время рабочие жили по нечеловеческому графику, зависевшему от мощи воды, а затем пара. Нам сегодня кажется безумием (это и было безумием), что производители подвергались воздействию бившей из котельных мощи круглосуточно. Трудолюбие провозгласили основной добродетелью, а праздность — смертным грехом, поставив ее даже перед жестокостью и другими пороками. В воскресных школах дети выучивали наизусть слова:

Сатана обязательно придумает мерзость, Которой займет руки бездельника.

Увеличение рабочего времени стало разрушительным и смертельно опасным для человека, но рост промышленной мощи открыл большое будущее. Мэттью Болтон из Лунного общества, например, построил в Бирмингеме металлургический завод, который являл собой чудо, потому что качество его металлоконструкций зависело от мастерства работников. Затем Джеймс Уатт построил паровую машину, главное божество среди машин, поскольку ремесленники сумели добиться такой точности изготовления деталей, что двигатель стал паронепроницаемым.

В 1776 году Мэттью Болтон, который очень гордился результатами сотрудничества с новым партнером, заявил Джеймсу Босуэллу (своему биографу): «Сэр, я предлагаю то, о чем мечтает весь мир, — я продаю энергию!» Прекрасная фраза — и верная по сути.

Понятие энергии было для науки новым. Оно возникло в ходе английской промышленной революции. Источники энергии существовали в природе: ветер, солнце, вода, пар, уголь. И вдруг перед человечеством встал вопрос: что объединяет эти источники энергии? Какие между ними существуют связи? Раньше никто не пытался решать подобную задачу, потому что наука не занималась изучением природы во всех ее проявлениях. Но современная идея переделки природы для получения энергии от нее и преобразования энергии из одной формы в другую стала передовой в науке. В частности, стало ясно, что теплота — это форма энергии, которая легко преобразуется в другие с фиксированной скоростью обмена. В 1824 году Сади Карно, французский инженер, глядя на работу паровых машин, написал трактат о «движущей силе огня», посвященный науке, которую мы сегодня называем термодинамикой — динамикой теплоты. Энергия стала центральным понятием в науке, а главной проблемой — определение единства природы.

Однако энергией интересовались не только ученые. Она завладела и мыслями поэтов, писателей, художников. Например, в литературе начала XIX века она стала источником вдохновения для романтического направления. Почему романтики интересовались промышленностью? Очень просто: новая идея природы как носителя энергии взяла их бурей и натиском. Пиком повествования в поэме Сэмюэла Тэйлора Колриджа «Сказание о старом мореходе» является буря, разрушающая безветренную тишь и освобождающая жизнь:

И воздух ожил в вышине! Кругом зажглись огни. Вблизи, едали — мильон огней, Вверху, внизу средь мачт и рей, Вкруг звезд вились они. И ветер взвыл, и паруса Шумели, как волна. И ливень лил из черных туч, Средь них плыла Луна. Грозой разверзлись недра туч, Был рядом серп Луны. Воздвиглась молнии стена, Казалось, падала она Рекою с крутизны. Но вихрь не близился, и все ж Корабль вперед несло! И мертвецы, бледны, страшны, При блеске молний и Луны Вздохнули тяжело.[9]

В это же время, в 1799 году, молодой немецкий философ Фридрих фон Шеллинг представил свое мировоззрение, оформив его в новую систему — натурфилософию (философию природы). Идеи Шеллинга в Англию привез Колридж, ставший одним из инициаторов создания Озерной школы. Два других участника группы — Уильям Вордсворт и Роберт Саути — были друзьями Колриджа и поддерживали его начинания постоянными финансовыми вложениями. Не только представителей Озерной школы, но и других поэтов и художников захватила идея, что природа — источник мощи, разные формы которой суть проявления одной и той же главнейшей силы — энергии.

Романтические поэты считали, что человек несет в себе божественную или как минимум природную энергию. Промышленная революция создала практическую возможность для людей, которые хотели реализовать заложенное в них, — что было немыслимо сто лет назад. Инженерная мысль и романтическая поэзия, шагая в ногу, помогли человечеству осознать, что каждый человек является личностью, оставаясь свободной, но неотъемлемой частью природы. Лучше всего эту мысль выразил величайший из поэтов-романтиков Уильям Блейк: «Энергия есть вечное наслаждение».

Ключевое слово тут — «наслаждение», ключевое понятие — «свобода», иначе говоря, право на удовольствие. Естественно, что люди стали выражать себя в изобретениях. Хлынул поток эксцентричных идей, призванных скрасить субботний вечер рабочего семейства (патентные бюро и по сей день обычно завалены изобретениями столь же безумными, сколь и их создатели).

Хлынул поток эксцентричных идей, призванных скрасить субботний вечер рабочего семейства.

Запатентованная подъемная платформа.

Мы могли бы выстроить улицу от Земли до Луны из этих изобретений. Как вам, например, идея зоотропа, круглой машинки для демонстрации движущихся рисунков? Это ничуть не хуже вечера в кинотеатре и заканчивается быстрее. Или механического оркестра, который — к счастью или нет — имеет очень ограниченный репертуар? В их создание вложена непритязательная энергия, слыхом не слыхавшая о хорошем вкусе, и все это совершенная самодеятельность. На каждое бессмысленное изобретение вроде механической овощечистки приходится великолепное — вроде телефона. И в конце этой улицы удовольствий, несомненно, следует поставить совершеннейшую из всех машин — она вообще ничего не делает!

Что интересно, и бестолковые выдумщики, и гениальные изобретатели скроены по одному лекалу. Вспомните об изобретении, завершившем промышленную революцию, начавшуюся с каналов: железную дорогу. Она появилась благодаря Ричарду Тревитику, корнуэльскому кузнецу, борцу и очень сильному человеку. Он переделал паровую машину Уатта в портативную силовую установку, работавшую при высоких давлениях. Его изобретение открыло эру путешествий, а Англия стала сердцем железнодорожной отрасли.

Эти открытия произошли в середине промышленной революции, человечеству предстояло еще очень многое, прежде чем можно было бы говорить о завершении индустриальной эпохи. Но даже те — первые — новации сделали наш мир богаче, сократили расстояния между городами, странами и континентами. Иначе говоря, помогли человеку осознать, что это его мир, наш мир.

Надо сказать, что с самого начала, когда она еще зависела от водной энергии, промышленная революция была беспощадна к тем, чья жизнь круто изменилась из-за социальных и технических преобразований. Но такова уж природа революций: они всегда происходят слишком стремительно для тех, кого затрагивают. Но со временем она стала социальной, и установилось социальное и прежде всего интеллектуальное равенство, которое нам так дорого. Где бы оказался такой человек, как я, или такой человек, как вы, если бы был рожден до 1800 года? Мы все еще живем в середине промышленной революции, и нам сложно увидеть все последствия, но будущее покажет, что индустриализация по своему значению сопоставима с Ренессансом, потому что она стала огромным шагом на пути восхождения человечества. Ренессанс породил понятия гуманизма и человеческого достоинства, промышленная революция помогла людям осознать единство природы.

Ученые и поэты-романтики увидели, что ветер, море и поток воды, пар и уголь — все это создано благодаря солнечному теплу которое само по себе — одна из форм энергии. Очень многие пытались понять природу взаимосвязи, обеспечивающей это единство, но найти решение сумел Джеймс Прескотт Джоуль из Манчестера. Он родился в 1818 году и уже с двадцати лет непрерывно экспериментировал, чтобы определить механический эквивалент теплоты, то есть точную скорость обмена, при которой механическая энергия превращается в тепло. Все вышесказанное звучит довольно скучно, так что я лучше расскажу одну забавную историю о нем.

Летом 1847 года молодой Уильям Томпсон (будущий лорд Кельвин и светоч британской науки) шел — откуда и куда мог идти в Альпах английский джентльмен? — из поселка Шамони к горе Монблан. Ему навстречу шагал… Кого мог встретить британский джентльмен в Альпах? — британского эксцентрика Джеймса Джоуля. Он нес гигантский термометр, вышагивая на небольшом расстоянии от коляски, в которой ехала его жена. Всю свою жизнь Джоуль мечтал продемонстрировать, что вода, падающая с высоты 778 футов (237 метров), нагревается на один градус по Фаренгейту. Теперь в свой медовый месяц он отправился в Шамони, как американские пары отправляются на Ниагарский водопад, чтобы природа провела эксперимент за него. Водопад в Шамони был идеальным. Конечно, его высота не равнялась 778 футам, но Джоулю, чтобы подтвердить или опровергнуть его гипотезу хватило бы и половины градуса по Фаренгейту. В качестве примечания на полях я должен сказать, что эксперимент не удался, потому что вода, увы, разбивалась на слишком мелкие брызги, чтобы можно было замерить температуру потока.

Подобные истории о научных чудачествах британских джентльменов очень значимы. Они романтизировали природу, романтизм в поэзии шел здесь с наукой рука об руку. Можно привести в пример Гёте, который был поэтом и ученым, или Бетховена, если брать музыкантов. Однако первым стал Вордсворд: он создал свое видение природы, пропустив ее единство через ум и сердце. Он оказался в Альпах в 1790 году, привлеченный на континент Великой французской революцией. Восемь лет спустя он описал свои впечатления о Шамони в балладе «Тинтернское аббатство» как нельзя лучше:

Тогда была природа… Всем для меня. Я описать не в силах Себя в ту пору. Грохот водопада Меня преследовал, вершины скал, Гора, глубокий и угрюмый лес.[10]

«Тогда была природа… всем для меня» — Джоуль никогда не смог бы так сказать, однако он записал в дневнике: «Великие силы природы несокрушимы», что по смыслу — то же самое.

Глава 9. Одновременные открытия

Теория эволюции и естественного отбора была выдвинута в 1850-х годах двумя учеными, которые работали независимо друг от друга. Одного из них звали Чарльз Дарвин, другого — Альфред Рассел Уоллес. Оба имели серьезную академическую подготовку и опыт, хотя каждый из них в душе оставался натуралистом. Дарвин происходил из семьи состоятельного врача, который сначала отправил его изучать медицину в Эдинбургском университете, затем философию — в Кембридже. Уоллес, напротив, был беден, в 14 лет ему пришлось уйти из школы, чтобы пойти работать учеником землемера и продолжать учебу в Институте для рабочих Лондона и Лестера.

В науке традиционно существовало два подхода к объяснению мира: либо исходя из анализа его физической структуры, либо на основе изучения жизненных процессов — их сложности, разнообразия, цикличного движения от жизни к смерти — в отношении как отдельного человека, так и всего человечества. И эти подходы никак не могли сойтись воедино до тех пор, пока не была опубликована теория эволюции.

Наука о жизни принципиально отличается от физики детальным изучением живой природы во всем ее многообразии. Начали этим заниматься натуралисты, которые собирали данные обо всем, что их окружало: о птицах, деревьях, траве, улитках и прочих живых существах. На первый взгляд их великое многообразие должно хотя бы отчасти объясняться случайностью. И все же природа настолько однородна, что очевидно, что ее ограничивают многие причины.

В XVIII–XIX веках изучением живой природы (тем, что мы сейчас называем полевыми работами в ботанике и биологии) занялись натуралисты, в число которых вошли сельские орнитологи, священники, врачи и состоятельные британцы, проводившие в своих поместьях дни отдыха. Есть огромный соблазн назвать их всех «джентльменами викторианской Англии». Наблюдение за животными стало массовым увлечением, поэтому меня не удивляет, что теорию эволюции придумали два не знакомых друг с другом человека, — таков был дух Викторианской эпохи.

Теория эволюции была придумана дважды двумя учеными, жившими в одно и то же время в одной и той же стране.

Чарльз Дарвин.

Чарльзу Дарвину было чуть более двадцати лет, когда Адмиралтейство собралось послать исследовательское судно «Бигль» в Южную Америку для нанесения на карту ее точных береговых очертаний и предложило ему занять должность натуралиста. Столь удачным предложением он был обязан профессору ботаники, с которым подружился в Кембридже, хотя не увлекался ботаникой, если не считать коллекционирование жуков:

Вот вам доказательство моего рвения: однажды, отрывая какую-то старую кору, я увидел двух редких жуков и схватил обоих. Затем я увидел третьего. Он был совершенно нового вида, поэтому я не мог его упустить. Я сунул в рот жука, которого держал в правой руке, и поймал третьего.

А ведь путешествия, начавшегося 27 декабря 1831 года, могло и не случиться: отец Дарвина был против, а капитану «Бигля» не понравилась форма его носа, но Веджвуд похлопотал за племянника, и тот отправился в путь.

Пять лет, проведенные на корабле, изменили Дарвина. Ему просто нравилось наблюдать за птицами, растениями и укладом жизни в сельской местности Англии, а Южная Америка породила в нем страсть к этому занятию. Дарвин вернулся домой, в Англию, с твердым убеждением, что виды начинают развиваться в различных направлениях, когда изолируются друг от друга, виды не являются неизменными. Но он не мог придумать, что это за механизм изменчивости видов. Это было в 1836 году.

Когда двумя годами позже Дарвин пришел к объяснению эволюции видов, он сильно сомневался, стоит ли ему это публиковать. Он мог бы так всю жизнь и откладывать это дело, если бы еще один ученый не пришел к теории эволюции путем таких же рассуждений. Сегодня его имя позабыто, но то была яркая личность.

Звали этого человека Альфред Рассел Уоллес, огромный человек с семейной историей в духе Диккенса. В 1836 году Уоллес был подростком (он родился в 1823 году) — моложе Дарвина на 14 лет. Однако уже тогда жилось ему непросто:

Был бы отец хотя бы умеренно богатым человеком… моя жизнь сложилась бы по-другому. Я, без сомнения, уделял бы некоторое внимание науке, и, возможно, хотя очень маловероятно, я принял бы участие в… путешествии в почти неизведанные леса Амазонки, чтобы наблюдать природу и этим зарабатывать на жизнь.

Так Уоллес писал о своей юности, когда ему пришлось искать способ, как в английской провинции заработать на жизнь. Он обучился у старшего брата ремеслу межевания, не требующему высшего образования. В 1846 году Уоллес занял его место, после того как брат умер от простуды, которую схватил, добираясь домой в открытом вагоне третьего класса с заседания комитета Королевской комиссии по конкурирующим железнодорожным фирмам.

Большую часть времени Уоллес проводил под открытым небом, он рассматривал пейзажи, интересовался растениями и насекомыми. В Лестере он познакомился с опытным натуралистом, который удивил его тем, что собрал в окрестностях города несколько сотен разных видов жуков:

Если бы меня прежде спросили, сколько различных видов можно найти в небольшом районе недалеко от города, я, наверное, ответил бы, что не более пятидесяти… теперь я узнал… что, вероятно, в радиусе десяти миль одновременно существуют не менее тысячи различных видов.

Друга Уоллеса звали Генри Уолтер Бейтс. Серьезное увлечение натурализмом определило жизнь и судьбу каждого из них. Например, Бейтс напишет ряд знаменитых работ по мимикрии насекомых.

А в те годы молодой Альфред Уоллес был вынужден зарабатывать себе на жизнь. К счастью для землемера, его ремесло оказалось востребованным владельцами железных дорог в 1840-х годах. Его наняли планировать железнодорожные ветки в долине Нит в Южном Уэльсе. Уоллес был добросовестным техником — истинным викторианцем. Хотя он вполне справедливо подозревал, что стал пешкой в игре: большинство изыскательских работ становились поводом подать жалобу против другого железнодорожного «олигарха». Уоллес впоследствии подсчитал, что из всех заказанных тогда веток была построена только десятая часть.

Работая в сельской валлийской местности, по воскресеньям он от души радовался, как художник-любитель, занимающийся искусством. Уоллес наблюдал и коллекционировал образцы насекомых и растений для себя, с нарастающим волнением замечая, как многообразна природа. Этот период останется в его памяти навсегда:

Даже когда я был всю неделю занят, все воскресенья были в моем распоряжении. Я использовал выходные для долгих прогулок по горам со своей коробочкой, которую я приносил домой полную сокровищ… В такие моменты я ощущал настоящую радость. Она рождалась каждый раз, когда я открывал новую форму жизни, тот же восторг я испытывал впоследствии, когда мне удавалось поймать еще одну новую бабочку на Амазонке.

В предгорье Уоллес отыскал пещеру, в которой текла подземная река, и решил переночевать в ней. Таким способом он — почти неосознанно — готовился к жизни в дикой природе:

На этот раз мы хотели попробовать спать на свежем воздухе, без крыши над головой и кроватей, используя то укрытие, что создала природа… Я думаю, что мы намеренно ни к чему не готовились. Мы представляли себе, что находимся в неизвестной стране, забрели в эту пещеру случайно и вынуждены в ней переночевать.

На самом деле он почти не спал.

Когда Уоллесу исполнилось двадцать пять, он решил стать профессиональным натуралистом. Была такая странная профессия в викторианскую эпоху. Он должен был путешествовать и собирать в чужих краях образцы насекомых, птиц, животных и растений, а затем продавать их английским музеям и коллекционерам. В этом начинании его поддержал Бейтс. В 1848 году они вдвоем, объединив капиталы, которые вместе составили сто фунтов стерлингов, отправились в Южную Америку, чтобы совершить путешествие длиной в тысячу миль вверх по Амазонке.

Конечным пунктом они назначили город Манаус, рядом с которым встречаются две большие реки — Амазонка и Рио-Негро.

Уоллес никогда не бывал дальше Уэльса, но южноамериканская экзотика его не напугала. Об этом свидетельствуют его дневниковые заметки и написанные позже статьи, уверенные и точные. Например, так он написал о черных грифах через пять лет после возвращения:

Здесь очень много обычных черных грифов, но, должно быть, им не хватает еды. Они вынуждены есть пальмовые плоды в лесу, если не могут найти никакой другой пищи.

Мои долгие наблюдения за этими птицами позволяют мне сказать, что в поисках пищи грифы пользуются в первую очередь своим отменным зрением, а вовсе не обонянием.

В Манаусе друзья разделились. Уоллес отправился вверх по Рио-Негро. Он пытался отыскать места, в которых натуралисты ранее не бывали. Ведь он собрался зарабатывать коллекционированием, поэтому ему надо было отыскать неизвестные европейской науке образцы или, по крайней мере, редкие виды. Уровень реки в сезон дождей был невероятно высок, поэтому Уоллес вместе с его проводниками-индейцами могли путешествовать по джунглям прямо на каноэ. Кроны тропических деревьев нависали над водой. Уоллес благодарил судьбу за бесконечное разнообразие живых существ, но разнообразие леса также его занимало, и он рассуждал, как джунгли могут выглядеть с воздуха.

Это путешествие убедило меня в том, что в тропиках существует гораздо большее число видов и разнообразных форм растительности, чем в умеренных зонах.

Кроме долины реки Амазонки, пожалуй, ни один край в мире не может похвалиться таким количеством растений. Эти земли почти целиком покрыты густыми и высокими девственными лесами, наиболее обширными и нетронутыми из всех существующих на Земле.

Во всем великолепии эти джунгли можно увидеть только с высоты птичьего полета — например, если проплыть над ними на воздушном шаре. Вполне допускаю, что через некоторое время подобные путешествия будут предлагать туристам.

Впервые входя в индейскую деревню, Уоллес был одновременно взволнован и испуган. Но характерно для Уоллеса то, что преобладающим чувством было удовольствие:

…Моя первая встреча с людьми, которые живут в полной гармонии с природой, вызвала у меня самые неожиданные чувства удивления и восторга. Я увидел чистых дикарей!.. Они занимались своими делами с таким удовольствием, какое неведомо белым людям. Каждый индеец шел свободным шагом независимого лесного жителя и… не обращал никакого внимания на нас, иноземцев, случайно оказавшихся рядом с ним.

В каждом движении, в каждой детали они были оригинальны и самодостаточны, как дикие лесные животные. Абсолютно независимые от цивилизации, они жили здесь множество столетий до открытия Америки и могли бы жить дальше, передавая свои привычки и обычаи из поколения в поколение.

Оказалось, что индейцы не были жестоки, наоборот, они с удовольствием помогали Уоллесу в деле сбора образцов:

За время, которое я провел здесь (сорок дней), я раздобыл у индейцев по крайней мере сорок видов бабочек, совершенно новых для меня, и значительно пополнил свою коллекцию другими видами.

Однажды один из дикарей принес мне любопытный экземпляр. Это был Caiman gibbus — маленький аллигатор редкого вида с многочисленными гребнями и коническими бугорками. Индейцы с удовольствием внимательно наблюдали за тем, как я снял с него кожу и сделал чучело.

Время от времени среди лесных удовольствий и трудов Уоллес задавался одним и тем же животрепещущим вопросом: как сформировалось тропическое многообразие флоры и фауны? Почему представители родственных отрядов похожи внешне и различаются в деталях? Как и Дарвин, Уоллес был поражен этими обстоятельствами, и он стал искать ответы, чтобы понять, почему каждый вид стал развиваться по-своему.

В естественной истории нет ничего более интересного и поучительного) чем изучение географического распределения животных.

Зачастую на расстоянии в пятьдесят или сто миль проживают совершенно разные виды насекомых и птиц, которые не встречаются в другом месте. Значит, должна быть какая-то граница) замыкающая ареал каждого вида. Наверняка есть какая-то внешняя особенность) отмечающая эту линию, за которую насекомые и животные определенного вида не заступают.

Уоллес всегда интересовался географией. Позже, когда он был на Малайском архипелаге, он писал, что животные на западных островах напоминают виды из Азии, а на восточных островах — из Австралии, разделяющую их линию до сих пор называют линией Уоллеса.

Уоллес был тонким наблюдателем, которого интересовали и люди, и природа. Он остро подмечал малейшие отличия и сходства. В викторианскую эпоху жителей Амазонки называли дикарями, а Уоллес симпатизировал их культуре. Он понимал, что значат для них язык, изобретение, традиция. Пожалуй, он первым осознал, что культурное расстояние между цивилизациями гораздо короче, чем мы думаем. Он вывел принцип естественного отбора, который кажется не только верным, но и биологически очевидным.

Естественный отбор наделил дикаря мозгом, на несколько степеней превосходящим мозг обезьяны, и он почти не отличается от мозга философа. Таким образом, с появлением человека в мир вошло существо, обладающее той тонкой силой, которую мы называем «ум». В этом контексте мозг стал чем-то гораздо более важным, чем простая телесная структура.

Уоллес твердо отстаивал свое отношение к индейцам. Он написал в своем журнале идиллическую поэму, посвященную жизни в деревне Явита в 1851 году:

Стоит индейская деревня. Укутана Плотным лесным покрывалом, На котором найдешь все оттенки зелени. Здесь я — единственный белый человек — какое-то время обитал Среди, наверное, двухсот живых душ. Все дни они проводили в трудах: вот Пошли все вместе валить лес, а вот в каноэ, С крючками, копьями и стрелам, поплыли на рыбалку, Или вот собирают пальмовые листья, Чтобы защититься от ураганов и дождей. Женщины копают маниоку И делают из нее хлеб, Каждое утро и каждый вечер они купаются в реке, Прекрасные, словно русалки. Маленькие дети бегают нагие, Подростки и юноши носят узкие набедренные повязки — Как приятно видеть их сильные торсы, Сильные руки и сверкающую на солнце красновато-коричневую кожу! Их движения полны благодати и здоровья: Бегут ли они наперегонки, прыгают Или ныряют в бурные воды реки. Глядя на них, мне жаль английских детей, чьи руки и ноги Упакованы в тесную, плотно облегающую одежду и обувь. Мне также жаль английских девушек: Их талии и груди затянуты Предметом пытки под названием корсет! Хотел бы я родиться индейцем и жить здесь. Ловить рыбу, охотиться и плыть на каноэ, Видеть, как растут мои дети, похожие на молодых диких оленей, Со здоровыми телами и спокойными душами, Богатые без сокровищ и счастливые без золота!

Чувства, которые вызвали у Уоллеса индейцы Южной Америки, отличаются от тех, что испытал Дарвин, встретившись с туземцами Огненной Земли, — он был в ужасе. Это ясно из его слов и зарисовок в его «Путешествии». Безусловно, сложные климатические условия полуострова сделали характер аборигенов суровым, а обычаи и обряды — страшными для чужеземцев. Хотя на фотографиях, сделанных во второй половине XIX века, жители Огненной Земли не выглядят настолько свирепыми, как показалось Дарвину. В Кейптауне Дарвин вместе с капитаном «Бигля» издал памфлет, в котором давались рекомендации миссионерам.

Уоллес тем временем после четырехлетнего пребывания в Амазонии упаковал свои коллекции, чтобы отправиться домой, в Англию. Однако не все шло гладко:

Лихорадка и озноб снова трепали меня, и я провел несколько очень тяжелых дней. Почти не прекращаясь, шли дожди. Добираться до моих многочисленных птиц и зверей было тяжело, и невозможно было как следует почистить клетки. Почти каждый день кто-то из них умирал, и часто мне даже приходила мысль выпустить всех на волю. Но ведь я взял на себя обязательство доставить коллекцию в Англию и должен был сдержать слово.

Из ста животных, которых я купил или поймал с помощью индейцев, на борту оставалось только тридцать четыре особи.

Да, путь домой не заладился с самого начала. Впрочем, Уоллес всегда был не из счастливчиков:

Десятого июня мы вышли из Манауса. Начало нашего путешествия, к сожалению, для меня стало малоприятным: когда мне оставалось загрузить свои личные вещи и попрощаться с друзьями, я упустил из виду клетку с туканом. Потом я нигде не смог найти ее. Без всякого сомнения, клетка с птицей свалилась за борт, никто этого не заметил, и несчастный тукан утонул.

Выбор судна был тоже очень неудачным: через три недели после начала похода, 6 августа 1852 года, корабль, груженный горючими смолами, загорелся. Уоллесу уже стало не до коллекции, он попытался спасти какие-то личные вещи:

Я спустился в каюту. Она уже была полна дыма, оттого в ней стало удушливо и жарко. Я стал быстро соображать, что я должен спасать в первую очередь. Я уложил в небольшую жестяную коробку часы, несколько рубах и пару старых записных книг с некоторыми рисунками растений и животных. С этим скудным багажом я и вышел на палубу. Много одежды и большой портфель рисунков и эскизов остались в каюте и в багаже. Однако я не хотел рисковать снова — на меня навалилась апатия, поэтому я перестал думать о спасении других своих вещей.

Капитан приказал всем садиться в лодки, а сам покинул судно последним.

Потом, после спасения, я с горечью размышлял о том, с каким удовольствием рассматривал каждого редкого и любопытного жука из своей погибшей в пожаре коллекции! Сколько раз, преодолевая приступы лихорадки, я ползал по лесу, чтобы добыть некоторых неизвестных и прекрасных насекомых и птиц! Сколько мест из тех, где не ступала нога ни одного европейца, я обошел! Все это я мог бы вспомнить, если бы моя коллекция сохранилась!

Теперь все пропало. У меня не было ни одного образца, чтобы проиллюстрировать неизвестные земли и вспомнить сцены из дикой жизни, свидетелем которых я стал! Однако я убедил себя в напрасности подобных сожалений, поэтому постарался меньше думать о том, что могло бы быть, и сосредоточиться на действительности.

Альфред Уоллес, как и Чарльз Дарвин, вернулся из экспедиций с твердой убежденностью, что родственные виды имеют общего предка, и озадаченный вопросом, почему они разошлись. Уоллес не знал, что два года назад Дарвин предложил объяснение, вернувшись из своего путешествия на «Бигле». По словам последнего, он прочел скуки ради (подобная литература не входила в сферу его научных интересов) эссе преподобного Томаса Мальтуса с изложением его теории народонаселения. Английский священник и ученый утверждал, что популяция увеличивается быстрее, чем запасы еды. Если это верно для животных, они вынуждены конкурировать, чтобы выжить: природа отсеивает слабых и формирует новые виды из выживших, лучше всего приспособившихся к окружающей среде.

«Наконец-то у меня есть теория, с которой можно работать!» — воскликнул Дарвин. Вы можете подумать, что человек, произнесший эти слова, немедленно приступил к написанию статей и выступлениям с лекциями. Ничего подобного не произошло. В течение четырех лет Дарвин даже не оформит теорию. Только в 1842 году он запишет свои выводы карандашом на тридцати пяти страницах, а спустя два года превратит их в двести тридцать, пользуясь уже чернилами. Этот труд и некоторую сумму денег он отдаст на хранение своей жене с просьбой опубликовать текст в случае его неожиданной кончины.

«Я только что завершил набросок моей теории видов», — написал он ей в официальном письме, направленном 5 июля 1844 года в Даун:

Вот почему на случай своей неожиданной кончины я и пишу это. Моя серьезная и самая последняя просьба к тебе, — а я знаю, что ты отнесешься к ней так же, как если бы она была юридически оформлена в моем завещании, — выделить 400 фунтов стерлингов на публикацию этого труда и затем, самой или через посредство Генслея, приложить все усилия для его распространения. Я желаю, чтобы мой труд попал в руки какого-нибудь компетентного лица и указанная выше сумма могла побудить его улучшить и расширить мою работу…

Я просил бы также, чтобы этому лицу были переданы все вырезки, разложенные примерно по восьми или десяти папкам из оберточной бумаги. Что касается редактора, то лучше всего было бы привлечь для этого дела мистера Лайеля, если бы он согласился, особенно при содействии Гукера.

Складывается впечатление, что Дарвин действительно хотел бы умереть, прежде чем его теория будет опубликована, но при этом он намеревался закрепить за собой авторство. Очень странный характер! Такой поступок может говорить о следующем: Дарвин был уверен, что его выводы шокируют общественность (и несомненно шокируют его жену!), и в определенном смысле был шокирован сам. Ипохондрия (он и правда подхватил какую-то инфекцию в тропиках, что его, конечно, извиняет), бесконечные баночки с лекарствами, удушливая атмосфера его дома и кабинета, обязательный дневной сон, отказ от публикаций и публичных выступлений на тему эволюции — все это, очевидно, говорит о том, что Дарвин не желал столкнуться с сопротивлением общественности.

Более молодого и решительного Уоллеса не сдерживало ни одно из этих соображений. Он, несмотря на все невзгоды, отправился в 1854 году на Дальний Восток и в течение восьми лет путешествовал по Малайскому архипелагу. Он продолжил собирать образцы, чтобы затем продать их в Англии. К этому времени он был совершенно убежден в том, что виды не являются неизменными, в 1855 году он опубликовал статью «О законе, который определил появление новых видов» и с тех пор, по словам Уоллеса, «вопрос о том, каким образом происходят изменения видов, редко покидал мои мысли».

В феврале 1858 года Уоллес находился на маленьком вулканическом острове Терпате, входящем в состав Молуккских островов, которые иногда называют Островами пряностей. Этот архипелаг расположен между Новой Гвинеей и Борнео. Уоллеса опять трепали приступы тропической лихорадки. Горячечный бред сменялся ознобом. Он беспокойно метался всю ночь. Отчего-то ему вспомнилась та же книга Томаса Мальтуса, и внезапно у него промелькнула мысль, которая когда-то посетила Дарвина:

Мне пришел в голову такой вопрос: почему некоторые умирают, а другие остаются в живых? И ответ был очевиден: потому что выживают более приспособленные. Наиболее здоровые — выздоравливают, самые хитрые, быстрые и сильные — спасаются от врагов, лучшие охотники или те, кто обладает отличным пищеварением, не голодают, и так далее.

И я сразу понял, что изменчивость видов всех живых существ объясняется естественным отбором, который заключается в том, что слабейшие особи погибают, а сильнейшие — сохраняются, чтобы продолжить род.

Вот так, внезапно, меня захватила идея выживания сильнейшего.

Чем больше я размышлял, тем больше убеждался, что я давным-давно искал именно этот закон природы, который разрешает вопрос происхождения видов… Я с тревогой дожидался окончания приступа, потому что не мог записать свои соображения. В тот же вечер я почти завершил работу и два последующих вечера тщательно редактировал текст, чтобы отправить его Дарвину со следующим почтовым судном, которое отплывает в Англию через день или два.

Уоллес знал, что Чарльз Дарвин занимается этой темой, и предположил, что Дарвин покажет бумаги Лайелю, если увидит в них рациональное зерно.

Дарвин получил статью Уоллеса четыре месяца спустя, 18 июня 1858 года, и был в растерянности, не зная, что теперь делать. Двадцать лет он осторожничал, молчал и искал подтверждения своей теории, и вот они упали как будто с неба. В тот же день он сделал такую краткую запись:

Я никогда не видел более поразительного совпадения. Если бы Уоллес прочел мою диссертацию 1842 года, то не мог бы лучше изложить ее суть!

Но друзья — Чарльз Лайель и Джозеф Долтон Гукер — разрешили сомнения Дарвина. Они договорились, что теории Уоллеса и Дарвина будут обсуждаться без авторов в июле, на следующем заседании Общества Линнея в Лондоне.

Бумаги мало чем различались. Однако Дарвина толкали под локоть. Уоллес, как писал Дарвин, был человеком благородным и великодушным. Так что Дарвин написал «Происхождение видов» и опубликовал в конце 1858 года. Книга сразу стала сенсацией и бестселлером.

Теория эволюции путем естественного отбора — безусловно, самая важная научная теория XIX века. Первоначально ее встретил шквал дурацких острот. Когда они стихли, мир стал другим — он стал миром движения. Творение не статично, оно изменяется со временем так, как физические процессы не изменяются. Физический мир 10 миллионов лет назад был таким же, как сегодня, и его законы были такими же. Живой мир — совсем иное, десять миллионов лет назад на Земле не было человека. Он появился в результате длительного процесса развития, получившего название «эволюция». В отличие от физики каждое обобщение в биологии — это срез во времени, эволюция — это настоящий создатель всего оригинального и нового во Вселенной.

Если это так, то существование каждого из нас восходит к возникновению жизни на Земле. Дарвин и, конечно же, Уоллес, отслеживая эволюционные процессы, изучали археологические находки (ископаемые окаменелости) и современные скелеты, сравнивали поведение. Однако кости, и окаменелости, и поведение — очень сложные системы, состоящие из простых и более древних частей. Какими были самые простые первые единицы? Предположительно, это были молекулы, являющиеся отличительными признаками жизни.

По этой причине, когда мы изучаем происхождение жизни на Земле, мы все глубже и глубже погружаемся в химию. Кровь, какая она есть сейчас, прошла через миллионы этапов, от самых первых молекул, способных к воспроизводству более чем три тысячи миллионов лет назад. Это эволюция в современном понимании. Процессы, приведшие к возникновению крови, частично определялись наследственностью (которую ни Дарвин, ни Уоллес не понимали), а частично химической структурой (которая опять же находилась в ведении французских ученых, а не британских натуралистов). Таким образом, объяснения даются сразу из нескольких областей, но их кое-что объединяет. Они описывают дивергенцию видов как происходящую поэтапно, последовательно, — это подразумевается, если принять теорию эволюции за верную. И с того момента больше невозможно стало верить, что жизнь можно воссоздать в любую секунду.

Теория эволюции подразумевает, что не все виды живых существ появились на Земле одновременно. Критики теории в основном ссылались на Библию. Но большинство людей считали, что творение не завершилось на Библии. Они думали, что крокодилы в Ниле появляются из ила и грязи под влиянием солнца, мыши разводятся сами по себе в кучах старой одежды, трупные мухи происходят из тухлого мяса, личинки фруктовых червей рождаются внутри плодов (а иначе как они туда попадают?). Все эти создания возникли спонтанно, без участия предков.

В очень древние сказания о самозарождении живых существ многие верят и сегодня, хотя Луи Пастер красиво опроверг их в 1860-х годах. Он проделал большую часть этой работы в родительском доме в Арбуа, департамент Юра, куда любил приезжать каждый год. До того он уже изучил процессы брожения, в частности молочного брожения (слово «пастеризация» напоминает нам об этом). Он был на пике своего расцвета в 1863 году (ему было 40 лет), когда французский император обратился к нему с просьбой решить проблему брожения вина. Задача была с блеском решена через два года. Это оказалось очень кстати, потому что 1864 год остался в истории французского виноделия как один из лучших.

«Вино — это море организмов, — писал Пастер. — За счет одних оно живет, за счет других оно портится». В этой мысли поражают две вещи. Во-первых, он обнаружил молекулы, живущие без кислорода. Именно они были основной проблемой виноградарей, и именно они сыграли решающую роль в нашем понимании того, как зарождалась жизнь, когда на Земле еще не было кислорода. Во-вторых, Пастер сумел создать уникальную технику, которая позволила увидеть признаки жизни в жидкости. В двадцатилетием возрасте он создал себе репутацию, показав, что это микроорганизмы с характерной формой. И затем он продемонстрировал, что они наложили свой отпечаток на весь процесс жизни. Открытие Пастера было настолько глубоким и захватывающим, что лучше дать возможность самому микробиологу рассказать о нем:

Как за один прием обработать большой объем урожая, заставить ли тесто подняться, превратить ли молоко в простоквашу, заделать ли прошлогоднюю листву в почву для получения перегноя? Должен признать, что в своем исследовании я давно руководствовался идеей, что структура вещества, с точки зрения леворукости и праворукости, играет важную роль в самых глубинных законах организации живых существ и проникает в самые темные уголки их физиологии.

Правая рука, левая рука, это была серьезная подсказка, которую Пастер использовал в своем изучении жизни. Мир полон вещей, чья правая версия отличается от левой: штопор для правшей, улитка с панцирем, закрученным вправо или влево, и прочие аналогичные объекты. В этом плане наиболее репрезентативны две руки человека — правая и левая. Структурно обе верхние конечности представляют зеркальное отображение друг друга, однако невозможно повернуть их так, чтобы они стали взаимозаменяемы. Во времена Пастера было известно, что аналогичной особенностью обладают виннокислые кристаллы, имеющие правые и левые версии.

Пастер изготовил деревянные модели таких кристаллов (он обладал незаурядными способностями рисовальщика, скульптора и художника-декоратора) и, что гораздо важнее, разработал их интеллектуальные модели. В первом исследовании он натолкнулся на мысль, что должны существовать также правые и левые молекулы, и это их свойство, а не кристаллов. Свойство должно находить отражение в поведении молекул в любой несимметричной ситуации. Например, если поместить эти кристаллы в раствор и направить поляризованный (несимметричный) луч света, то молекулы одного вида (Пастер называл их правыми) должны вращать плоскость поляризации света влево. Раствор кристаллов одного типа будет вести себя несимметрично по отношению к несимметричному лучу света, образуемому поляриметром.

Удивительно, но химический раствор из живых клеток ведет себя точно так же. Мы до сих пор не знаем, почему жизнь имеет столь странное химическое свойство. Остается несомненным факт его существования. Кроме того, именно эта особенность сохраняется на протяжении всей эволюции жизни во Вселенной.

Зеркальность, но не взаимозаменяемость правой и левой рук человека натолкнули Пастера на идею эксперимента с деревянными моделями правых и левых виннокислых кристаллов.

Заслуга Пастера заключается в том, что он сумел связать все формы жизни с одним типом химической структуры. Из этого фундаментального умозаключения следует, что мы можем связать эволюцию с химией.

Сегодня теория эволюции больше не является предметом баталий, потому что ее современные доказательства гораздо убедительнее, богаче и разнообразнее, чем это было по времена Дарвина и Уоллеса. Самый интересный аргумент основан на биохимических процессах, проходящих в нашем теле.

Давайте рассмотрим их на практическом примере: я могу поднять руку в любой момент, потому что мышцы содержат запас кислорода, который доносит белок миоглобин, состоящий из без малого ста пятидесяти аминокислот. Их число одинаково, что у человека, что у всех других животных, в обмене у которых присутствует миоглобин. Однако сами аминокислоты несколько отличаются: между человеком и шимпанзе разница в одной аминокислоте, между человеком и галаго (низшими приматами) — в нескольких, между человеком и овцой или мышью — разница в количестве аминокислот заметно возрастает. Таким образом, количество аминокислот — мера эволюционного расстояния между человеком и другими млекопитающими.

Из этого следует, что истоки эволюции следует искать в построении молекул, которое началось с веществ, бурливших на Земле в начале времен. Говорить всерьез об истоках жизни следует, опираясь на реальные факты. Для этого надо задать такой исторический вопрос: из чего состояла атмосфера на поверхности Земли четыре триллиона лет назад, когда планета была очень молода и безжизненна?

На сегодняшний день мы знаем приблизительный ответ: атмосфера нагнеталась из недр земли, поэтому особенно хорошо формировалась в тех районах, где были вулканы, паровые котлы, полные азота, метана, аммиака и других восстановительных газов, самый известный из которых — углекислый. Лишь один газ отсутствовал в атмосфере — в ней не было свободного кислорода. Это важно, потому что он производится растениями, значит, появляется только с возникновением жизни.

Эти газы и их продукты, слабо растворенные в океане, образовали восстановительную атмосферу. Как они реагировали на электрические разряды молнии и ультрафиолетовое излучение Солнца — крайне важное в любой теории происхождения жизни, так как оно проникает без кислорода? На этот вопрос ответил красивый эксперимент Стэнли Миллера в 1950-х годах. Он поместил в замкнутый цикл (стеклянные колбы, соединенные запаянными прозрачными трубками) смесь метана, аммиака, воды и других веществ и начал нагревать их день за днем, пропускать между ними электрические заряды (имитации молний) и воздействовать на них иными агрессивными способами. Через некоторое время смесь газов заметно потемнела. При анализе полученного «бульона» ученый установил, что в нем сформировались аминокислоты. Это было очень важным шагом вперед в теории эволюции, потому что аминокислоты являются строительными блоками жизни. Из них формируются белки, а белки — основной строительный материал всех живых существ.

Мы раньше думали, что жизнь зародилась в таких теплых и наэлектризованных условиях. Однако ученые доказали, что она могла возникнуть в другой экстремальной ситуации — во льдах. На первый взгляд эта мысль кажется странной. Однако стоит помнить, что лед имеет два ключевых свойства, делающих его пригодной средой для образования простых основных молекул. Во-первых, процесс замерзания формирует большие концентрации веществ, которые в начале времен были растворены в океане. Во-вторых, кристаллическая структура льда позволяет молекулам выстраиваться определенным образом, крайне важным для каждого этапа зарождения жизни.

Лесли Оргел провел ряд элегантных и остроумных экспериментов. Я опишу только самый простой из них. Он взял несколько основных компонентов, которые несомненно присутствовали в атмосфере Земли на заре времен. В их число вошли синильная кислота (цианистый водород) и аммиак (нитрит водорода). Ученый растворил их в воде, заморозил и выдержал полученный лед в морозильной камере несколько дней. По прошествии этого времени он увидел, что материал приобрел форму крошечного айсберга на верхушке, а небольшое количество цвета указывало на то, что были сформированы органические молекулы. Без всякого сомнения, Оргел получил аминокислоты. Больше того, он сумел получить одну из четырех главных аминокислот ДНК — аденин. Эксперимент Оргела позволил предположить, что ДНК формировалась не в условиях тропиков, а во льдах.

Таким образом, проблема происхождения жизни не в том, как молекулы стали усложняться, а в том, как появились простейшие молекулы, способные к самопроизводству. Вопрос о происхождении жизни — это вопрос о том, были ли основные молекулы, обнаруженные нынешним поколением биологов, образованы естественными процессами. Мы знаем, что ищем в начале жизни: простые основные молекулы, как так называемые основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин), составляющие спираль ДНК, которая самопроизводится при делении любой клетки. В дальнейшем организмы все более усложнялись, поэтому изучение их стало статистической задачей. Ведь эволюция сложных структур — процесс статистический.

Естественным образом возникает следующий вопрос: могли бы эти самопроизводящиеся молекулы появиться много раз и во многих местах? Полного ответа пока нет. Ясно одно: жизнь сегодня управляется всего несколькими молекулами — теми самыми основаниями ДНК. Они могут объяснить, почему каждое живое существо — от бактерии до слона, от вируса до розы — наследует признаки своих предков. И вот вывод, который мы можем сделать уже сегодня: это единственные атомные образования, способные к самовоспроизводству.

Тем не менее такого мнения придерживаются далеко не все биологи. Большинство ученых считают, что природа наверняка способна изобрести другие образования с репликацией, и возможностей уж точно больше четырех. Если это верно, то наша жизнь зиждется только на известных нам четырех основаниях потому, что так случилось, что она началась именно с них. В этой интерпретации четыре основания считаются доказательством того, что жизнь зародилась лишь однажды. Если бы возникло новое образование, оно просто не могло бы связаться с уже существующими живыми формами. Теперь, конечно, уже никто не думает, что жизнь на Земле произошла из ничего.

Биология процветала в промежутке между двумя великими и продуктивными идеями, который продлился около ста лет. Одна из них — теория эволюции и естественного отбора, придуманная Дарвином и Уоллесом. Второй стало открытие, совершенное в XX столетии, позволившее выразить жизнь в химических формулах, которые демонстрируют ее неразрывную связь с природой в целом.

Уникальны ли химические вещества, обнаруженные на Земле? Мы привыкли думать именно так. Однако недавно обнаруженные доказательства заставляют нас пересмотреть эту точку зрения. Недавно в межзвездных пространствах обнаружены спектральные следы молекул цианистого водорода, цианоацетилена и формальдегида, которые предположительно не могли образоваться в столь ледяных областях. Мы были уверены, что подобные вещества существуют только на Земле, и нигде больше. Может оказаться, что жизнь во Вселенной имеет более разнообразные формы и источники. Однако из этого предположения отнюдь не следует, что эволюция в другом месте обязательно будет напоминать нашу, а также то, что мы обязательно распознаем ее как жизнь, а она признает в нас живых существ.

Глава 10. Мир внутри мира

В природе существует семь базовых форм кристаллов, окрашенных во множество разных оттенков. Формы всегда привлекали людей — и как фигуры в пространстве, и как характеристики материи. Древние греки полагали, что природные элементы были сформированы как правильные геометрические тела. И сейчас нам известно, что форма кристалла может рассказать кое-что об атомах, которые его составляют, они помогают классифицировать атомы по типам. Таков мир физики нашего века, а окно в него приоткрыли кристаллы.

Из всего многообразия кристаллов самым скромным на вид считается простой бесцветный хрусталик поваренной соли. Но он же остается одним из важнейших. В течение тысячи лет добывают соль в соляной шахте Величка, расположенной возле Кракова, древней столицы Польши. Здесь с XVII века сохранились деревянные стены шахт, машины и механизмы, работавшие на лошадиной тяге. Возможно, здесь бывал алхимик Парацельс во время своих восточных странствий. Он круто изменил направление алхимии, объявив в начале XVI века, что среди элементов, составляющих человека и природу, есть соль. Она необходима для жизни, поэтому всегда имела символическое значение во всех мировых культурах. Древнеримские воины получали за службу «соленые деньги» (salt money), отсюда произошло слово salary (зарплата). Во многих романо-германских языках устаревшее и современное названия жалованья остались однокоренными словами, потому что под словом «соль» наши предки подразумевали деньги. На Ближнем Востоке до сих пор скрепляют сделку солью, по «завету соли» в Ветхом Завете.

В одном Парацельс ошибался: соль не является химическим элементом в современном смысле. Она состоит из двух элементов — натрия и хлора. Само по себе достаточно примечательно, что обычную соль составляют шипучий и желтоватый ядовитый газ. Натрий относится к щелочным металлам, хлор — к активным галогенам. Кристаллы соли всегда остаются квадратными и прозрачными, даже если мы заменим элемент одной группы на другой. Например, натрий можно заменить калием: получится хлорид калия. Аналогично, в другой группе, вместо хлора можно взять бром: получится бромид натрия. Даже если произвести двойное изменение (вместо натрия взять литий, вместо хлора — фтор, получив фторид лития), все равно кристаллы на вид будет невозможно отличить.

Почему родственные элементы проявляют сходные химические свойства? В 1860-х годах все ломали голову над этим вопросом, и несколько ученых пришли к одинаковым выводам. Эту задачу решил Дмитрий Иванович Менделеев, который посещал упомянутую нами соляную шахту Величка в 1859 году. К тому времени ему исполнилось двадцать пять лет. Скромный, бедный, очень трудолюбивый и необыкновенно одаренный молодой человек, Менделеев происходил из многодетной семьи и был самым младшим из четырнадцати детей. Его рано овдовевшая мать, беззаветно любившая своего сына, отдала все свои силы и здоровье на то, чтобы он мог учиться и реализовать в науке свои блестящие задатки.

Менделеева отличала не только гениальность, но и страсть к химическим элементам.

Дмитрий Иванович Менделеев.

Однако Менделеева отличала не только гениальность, но и страсть к химическим элементам. Они стали его друзьями, ученый знал каждую причуду каждую особенность поведения любого из них. Элементы отличались по одному базовому свойству а именно атомному весу который был открыт Джоном Дальтоном в 1805 году Как свойства, которые отвечали за их одинаковость или разность, могут вытекать из одной заданной константы? Этот вопрос стал основной проблемой, над решением которой он старательно бился на протяжении долгих лет. Он изготовил карточки — по числу открытых элементов — и пытался понять, как их лучше разложить. Друзья Менделеева называли эту игру «Терпение».

Менделеев написал на карточках названия химических элементов и указал атомный вес каждого из них. Затем раскладывал их в вертикальные колонки, группируя в порядке увеличения атомной массы. С самым легким элементом — водородом — он не знал, что делать, и отложил карточку в сторону. Следующим шел гелий. К счастью, во времена Менделеева он еще не был открыт, иначе гелию пришлось бы стать индивидуалистом.

Менделеев начал свою первую колонку слития — самого легкого после водорода, за ним ученый поставил бериллий, потом бор, углерод, азот, кислород и завершил столбик фтором. Следующим по массе шел натрий, и поскольку он походил на литий, Менделеев решил начать заново и сформировать вторую колонку рядом с первой. В ту же колонку Менделеев поместил магний, алюминий, кремний, фосфор, серу и хлор. Она содержала, так же как и в первом случае, семь элементов, а хлор примыкал к фтору.

Очевидно, в последовательности атомных масс прослеживалась какая-то система. Он продолжил раскладывать карточки, ориентируясь на атомные массы. После хлора шел калий, затем кальций. Таким образом, первый ряд включал литий, натрий и калий — все щелочные металлы, а второй ряд — бериллий, магний и кальций — металлы, также обладающие сходными свойствами. То есть горизонтальные ряды были небессмысленны: они составляли группы. Менделеев подобрал математический ключ к классификации химических элементов.

Карточки для игры «Терпение», придуманной Менделеевым. Они разложены в порядке увеличения их атомной массы, элементы образуют группы.

Если классифицировать элементы по атомному весу отсчитать семь ячеек для вертикальной колонки и начать заново, то в горизонтальных рядах мы получим элементы, принадлежащие к одному классу.

До сих пор мы можем следовать схеме Менделеева без помех, как он и придумал ее в 1871 году два года спустя после первого наброска. Ничего не сбивается, пока мы не доходим до третьей колонки, — и тут мы неизбежно сталкиваемся с первой проблемой. Почему неизбежно? Как вы видели на примере гелия, Менделееву не были известны все элементы. К тому времени было открыто только 63 химических элемента из 92, которые знаем мы сегодня. Первый пробел образовался в третьей ячейке третьей колонки.

Я сказал, что Менделеев наткнулся на пробел, но на самом деле это слово свидетельствует о гениальности его размышлений. На третьей ячейке третьей колонки Менделеев столкнулся с трудностью и решил ее, интерпретировав как пробел. Он сделал так, потому что титан (следующий по атомной массе химический элемент) не обладает химическими свойствами и характеристиками бора и алюминия, с которыми он должен был бы встать в один ряд. Менделеев записал в дневнике: «После кальция перед титаном я оставил пробел, потому что элемент, который должен занять это место, пока еще не открыт. Титан же я поместил в одну группу с углеродом и кремнием».

Идея отсутствующих элементов была продиктована научным вдохновением. Эти было практической реализацией того, что Фрэнсис Бэкон в общих словах сформулировал давным-давно: убеждения, что новые законы природы могут быть выведены или угаданы на основании старых. Догадка Менделеева продемонстрировала, что индукция в руках ученого — более тонкий инструмент, чем предполагали Бэкон и другие философы. В науке мы не можем продвигаться строго линейно от известных случаев к неизвестным. Скорее, мы разгадываем кроссворд: есть данные по горизонтальным осям и вертикальным, в отдельных точках они пересекаются, давая подсказки. Менделеев исследовал упорядоченные по атомной массе элементы в колонках и их сходство в рядах, чтобы увидеть пробелы в пересечениях. Он сделал практические предсказания и показал, как ученые на самом деле пользуются индукцией.

Очень хорошо: наибольший интерес представляют пустые ячейки в третьей и четвертой колонке. Я не стану продолжать рассказ о том, как строилась система, ограничусь замечанием, что если учесть промежутки и пойти вниз, то колонка оканчивается где и должна — бромом из группы галогенов. Из всех пропусков Менделеев выделил три. Первый располагался в третьей строке третьей колонки, второй и третий — в третьем и четвертом ряду четвертой колонки. Менделеев предсказал, что в скором времени на месте этих пробелов будут вписаны химические элементы с теми же свойствами, которыми обладают классы веществ в третьем и четвертом горизонтальных рядах.

Последовательность атомных масс не случайна, а систематична.

Ранний набросок Периодической системы химических элементов Менделеева, 1869 год.

Самый известный из прогнозов Менделеева и последний из подтвержденных был третий, который он назвал «эка-кремний». Он описал свойства этого странного и очень важного вещества с огромной точностью за двадцать лет до его открытия в Германии. Но новый химический элемент не получил названия, предложенного Менделеевым, его стали именовать германием. Менделеев определил, что «эка-кремний будет иметь свойства, промежуточные между кремнием и оловом», что его атомная масса будет в 5,5 раза больше, чем у воды (и оказался прав!), а его оксид будет в 4,7 раза тяжелее воды (и опять же не ошибся!). Менделеев очень точно описал и другие химические свойства металла.

Предсказания Менделеева сделали его известным во всем мире, но не в России, потому что царь не одобрял его либеральных взглядов. Англичане открыли целый ряд новых элементов — гелий, неон, аргон, что упрочило его авторитет. Однако в Российскую академию наук его так и не приняли, хотя во всем мире его имя было широко известно.

Но давайте пройдем дальше. Мы установили, что классифицировать атомы можно по числу. Но все-таки не могло быть так, чтобы все свойства элемента выводились из одной цифры, его атомной массы, которая скрывает — что? Масса атома может служить мерой его сложности. А если это так, то она должна скрывать некую внутреннюю структуру, которая придает ему физическую форму и определяет его химические свойства. Конечно, такая идея была немыслима во времена, когда атом считался неделимым.

Переломный момент наступил в 1897 году, когда Джозеф Джон Томсон из Кембриджа открыл электрон. Да, у атома есть составные части, он не неделим, на что намекает перевод его названия с греческого. Электрон — малая толика его массы, вполне реальная, несущая электрический заряд. Значит, каждый элемент имеет еще одну характеристику — число электронов в атоме. И их количество в точности равно номеру позиции, которую элемент занимает в таблице Менделеева, если учесть, что водород и гелий расположены под номерами один и два.

Таким образом, у лития три электрона, у бериллия — четыре и т. д. Таким образом, каждый элемент получил атомный номер, который соответствует его месту в таблице Менделеева. Внимание сместилось с атомной массы на атомный номер, а следовательно, что важно, — на атомную структуру.

С этого интеллектуального прорыва начинается современная физика и ее серьезные, «взрослые» открытия. Физика становится грандиозным коллективным трудом в науке и даже шире — грандиозным коллективным трудом в искусстве XX века.

Идея о том, что у атома есть структура — целый мир, захватила воображение художников сразу. Это видно по работам, которые начали создавать живописцы с первых же годов XX века. Например, серии полотен Умберто Боччони «Силы улицы» или картина «Динамизм велосипедиста». Современное искусство зарождалось одновременно с современной физикой, поскольку берет начало в тех же идеях.

Со времен публикации Ньютоном «Оптики» художников завораживали цветные поверхности вещей. В XX веке все изменилось. Как рентгеновский аппарат, художник смотрел на кость, скрытую плотью, и другие структуры, которые изнутри определяют общую форму предмета или тела. Такие художники, как Хуан Грис, занимались анализом структуры. Вспомните природные формы в его «Натюрморте» или человеческие формы в «Пьеро».

Художники-кубисты были без ума от кристаллов. Жорж Брак, например, воплощает в их формах селение на склоне горы в пейзаже «Дома в Эстаке», Пабло Пикассо использует этот прием для изображения женских фигур в групповом портрете «Авиньонские девицы». Начинался кубизм со знаменитого холста Пикассо «Портрет Даниэля-Генри Конвейлера». Художник отказался от традиционного изображения лица в пользу геометрии: голова натурщика разобрана на математические элементы, затем собрана, как реконструкция, сотворена заново.

Поиск скрытой структуры манил живописцев Северной Европы. Франц Марк, например, выполнил в этой манере пейзаж «Олень в лесу». Полотно художника Жана Метценже «Женщина на лошади», любимого многими учеными, купил Нильс Бор. Он был известным коллекционером живописных работ и хранил их в своем доме в Копенгагене.

Есть два четких различия между произведением искусства и научной работой. Во-первых, художник разбивает мир на фрагменты, а затем собирает их на одном холсте. Во-вторых, в процессе работы вы можете наблюдать за его мыслью. (Например, Жорж Сёра написал «Портрет молодой женщины с пуховкой» и «Ле Бек-дю-Хок. Грандкамп», ставя одну цветную точку рядом с другой — и так до тех пор, пока не возникла картина.) Ни то ни другое не применимо к научной работе. Она зачастую носит строгий аналитический характер, и процесс мышления скрыт за обезличенными формулировками.

В качестве темы для беседы я избрал Нильса Бора — одного из отцов-основателей физики XX века, поскольку в обоих отношениях он был великим художником. У него никогда не было готовых ответов. Даже лекции он начинал со слов: «Каждое предложение, которое я произношу, следует рассматривать как вопрос, а не как категорическое утверждение». Первое, что он поставил под вопрос, — строение Вселенной. И все, кто работал с ним, — начинающие и опытные исследователи — раскладывали мир на части, анализировали и заново собирали.

Начинал Нильс Бор вместе со своим однокурсником Эрнестом Резерфордом в 1910-х годах в лаборатории Томсона, выдающегося экспериментального физика. (Томсон и Резерфорд занялись наукой, следуя воле своих овдовевших матерей, впрочем, как и Менделеев). Резерфорд стал впоследствии профессором Манчестерского университета. А в 1911 году он предложил новую модель атома. Он утверждал, что основная масса атома находится в тяжелом ядре в центре, вокруг которого по орбитам кружатся электроны, как планеты вокруг Солнца. Безусловно, блестящая концепция! И какая ирония: спустя три столетия возмутительные идеи Коперника, Галилея и Ньютона вошли в научный оборот как нечто совершенно очевидное и естественное. Такое нередко бывает с гипотезами, которые опережают свое время.

Тем не менее не все с моделью Резерфорда было гладко. Если атом представляет собой маленький механизм, что обеспечивает движение в нем? Это что, маленький вечный двигатель, единственный, которым мы располагаем? Планеты, двигаясь по орбитам, постоянно теряют энергию. Следовательно, их орбиты становятся с каждым годом немного меньше, а со временем эти небесные тела непременно упадут на Солнце. Если электроны двигались бы так же, как планеты, то падали бы на ядро. Либо что-то должно предохранять их от постоянной потери энергии. Должен быть какой-то физический закон, который ограничивал бы потерю электроном энергии определенной величиной.

Этот закон Нильс Бор обнаружил в работе Макса Планка, опубликованной в Германии в 1900 году. Планк показал, что в мире, в котором материя состоит из кусочков, энергия тоже должна быть кусочками, или квантами. Сегодня это не кажется таким уж странным, но в начале XX века идея Планка была революционной. Он это отлично осознавал, поэтому однажды, как обычно отправившись с сыном на прогулку, которую академики всего мира совершают после обеда, он сказал ему: «Я совершил революционное открытие, равное по значимости идеям Ньютона». И это было именно так.

В настоящее время задача, которую решил Нильс Бор, кажется нам очень легкой: с одной стороны, он имел модель атома, описанную Резерфордом, с другой — квант, открытый Планком. Что же замечательного в том, что в 1913 году он, будучи двадцатисемилетним молодым человеком, сумел составить современное представление о структуре атома? Ничего, кроме великолепного процесса мышления, великолепной и удачной попытки синтеза. И идеи поискать доказательство в том единственном месте, где оно может быть: в спектре, где поведение атома становится наблюдаемым для нас.

Чудесная, волшебная идея Бора! Внутрь атома мы заглянуть не можем, но есть окно, целый витраж: спектр атома. Каждый элемент имеет собственный спектр, но не непрерывный, как спектр белого света в опыте Ньютона. Спектр имеет некое число ярких линий, которые характеризуют конкретный элемент. Например, у водорода три достаточно яркие линии в видимом спектре: красная, сине-зеленая и синяя. Бор считал, что эти линии — след высвобождения энергии, которая образуется, когда электрон перескакивает с одной из внешних орбит на внутреннюю.

Пока электрон в атоме водорода остается на одной орбите, он энергии не излучает. Каждый раз, когда он перемещается с внешней орбиты на внутреннюю, разность энергий орбит создает квант света. Эти кванты, испускаемые миллиардами атомов одновременно, мы видим как характерную для водорода линию. Красная линия в спектре водорода означает, что поток электронов перескакивает с третьей орбиты на вторую, сине-зеленая черта демонстрирует, что происходит переход с четвертой орбиты на вторую.

Работа Нильса Бора «О строении атомов и молекул» сразу стала классической. Структура атома обрела математическое толкование, как некогда Вселенная Ньютона, и включала квант в качестве дополнительного принципа. Ученый построил мир внутри атома, расширив законы физики, которые выстояли два века после Ньютона. Его возвращение в Копенгаген было триумфальным. Отныне этот город станет постоянным местом его работы. В 1920 году благодарные земляки построят институт, которому присвоят имя Нильса Бора. Сюда, в это солидное научное учреждение, будут съезжаться молодые ученые из Европы, Америки, Дальнего Востока, чтобы обсудить проблемы квантовой физики. В институт часто приезжал из Германии Вернер Гейзенберг. Здесь при поддержке Бора и его учеников он разработал свои самые интересные идеи. По-другому и быть не могло — Нильс Бор не позволил бы никому остановиться на полпути.

Интересно проследить этапы подтверждения боровской модели атома, поскольку они воспроизводят жизненный цикл любой научной теории. Сначала она существует только на бумаге. Для подтверждения модели берутся известные данные. Конкретно, показывается, что у спектра водорода есть линии, давно известные, расположения которых соответствуют квантовым переходам электрона с одной орбиты на другую.

Следующий этап исследований — расширенное подтверждение нового феномена. В нашем случае это линии в высокоэнергетической рентгеновской области, невидимой глазу, но образуемой таким же образом электронными скачками. Этой работой занималась в 1913 году лаборатория Резерфорда и достигла прекрасных результатов, подтвердив все предсказанное Бором. Эксперимент проводил Гарри Мозли, двадцатисемилетний очень одаренный физик, к великому сожалению, не смог сделать в науке ничего, потому что в 1914 году был призван в армию и трагически погиб в 1915 году в ходе тяжелых боев на полуострове Галлиполи (Турция). Дарданелльская операция стоила жизни многим молодым людям, например поэту Руперту Бруку. Работа Мозли, как и Менделеева, предполагала отсутствие некоторых элементов, и один из них был открыт в лаборатории Бора и назван гафнием, по латинскому названию Копенгагена. Бор объявил о своем открытии в нобелевской речи в 1922 году. Тема его выступления знаменательна, потому что в ней Бор в деталях описал то, что почти поэтически изложил в другом выступлении, а именно как понятие кванта постепенно привело к систематической классификации видов стационарных связей электронов внутри атома, предлагая полное объяснение особенных отношений между физическими и химическими свойствами элементов, нашедших выражение в знаменитой периодической таблице Менделеева. Такая интерпретация свойств материи реализует и даже превосходит мечты пифагорейцев, создавших древний идеал сокращенной формулировки законов природы, изложенной в простых числах.

И как раз в момент, когда кажется, что все складывается как нельзя лучше, теория Бора, впрочем, как любая другая идея, достигает своих границ возможного. Она начинает чахнуть, испытывая своего рода ревматические боли. Затем вдруг приходит осознание того, что структура атома так и осталась для нас загадкой. Мы только разбили скорлупу. Но внутри есть яйцо с желтком (ядром), и мы совсем ничего о нем не знаем.

Нильс Бор был человеком, знавшим толк в созерцании и наслаждении. Полученную Нобелевскую премию он потратил на покупку дома в сельской местности. Его любовь к искусствам распространялась и на поэзию. Он говорил Гейзенбергу: «Когда дело доходит до атомов, надо переходить на язык поэзии. Поэта не волнуют описания фактов, он озабочен только созданием образа». Весьма неожиданная мысль, хотя верная: когда речь идет о невидимой материи (например, об атоме) в буквальном смысле, начинается игра образов. Иного способа поговорить о невидимом не придумано ни в природе, ни в искусстве, ни в науке.

Шагнув в мир атомов, мы оказываемся там, где наши органы чувств неприменимы. Мы можем только пытаться представить себе строение этого мира по аналогии с чем-то нам уже известным, пустив в ход воображение. Воображение опирается на личный опыт, который человек получает через органы чувств от внешнего материального и реального мира, потому что наши слова описывают только этот мир. Все остальное — невидимое — мы можем описать метафорами, сравнениями и другими фигурами речи.

После того как мы узнали, что атомы не являются конечными, неделимыми строительными блоками материи, мы можем только попытаться выстроить модели того, как эти блоки связаны между собой и как они действуют сообща. Модели призваны показать нам на аналогии, каково строение материи. Тестируя модели, мы разбираем материю на части, как будто раскалываем бриллиант, чтобы увидеть структуру кристалла.

Восхождение человека — это с каждым шагом все более богатый синтез, но каждый шаг — это попытка анализа: глубокого анализа, мира внутри мира. Когда выяснилось, что атом делим, появилось предположение, что он должен иметь неделимый центр, ядро. Потом, в 1930-х годах, модель стала нуждаться в новом уточнении, поскольку оказалось, что и ядро нельзя считать неделимой частицей реальности.

В сумерках, на шестой день Творения, согласно древнееврейским толкованиям Ветхого Завета, Бог дал человеку все необходимые для творчества инструменты. Будь создавшие те толкования мудрецы живы сегодня, они бы написали, что Бог создал нейтрон. Вот оно, в Оук-Ридже штата Теннесси — синее свечение, представляющее собой след от нейтронов: видимый палец Бога, касающегося Адама на картине Микеланджело — не дыханием, а энергией.

Однако ни к чему начинать историю с таких древних времен. Переместимся в 1930-й год. Ядро атома тогда казалось непоколебимым, каким когда-то казался и атом. Проблема заключалась в том, что его невозможно разложить: нужного количества частей не получается. Ядро несет положительный заряд (в противовес отрицательно заряженным электронам), равный атомному номеру. Но масса ядра по-разному соотносится с зарядом. Например, для самого легкого элемента (водорода) они равны, но в тяжелых элементах масса может превосходить заряд в два раза. Это было необъяснимо до тех пор, пока ученые не отказались от идеи, что все дело в электричестве.

Это глубоко укоренившееся представление разрушил Джеймс Чедвик, который в 1932 году доказал, что ядро состоит из частиц двух типов — протонов (положительно заряженных) и нейтронов (нейтральных). У всех химических элементов (за исключением водорода) обе частицы практически равны по массе. У водорода самое простое ядро — оно состоит из одного протона.

Нейтрон — новый вид исследования, своего рода пламя алхимика, потому что, не имея никакого электрического заряда, он, будучи запущен в ядра атомов без электрического возмущения, изменяет их. Современным алхимиком, который сумел воспользоваться этим новым инструментом, стал Энрико Ферми из Рима.

Энрико Ферми был весьма странной фигурой. Я в те поры не встречался с ним, потому что в 1934 году Рим находился под властью Муссолини, Берлин попал в руки Гитлера, и мне как еврею поездка в эти города была тогда категорически противопоказана. После войны мы с Ферми пересеклись в Нью-Йорке.

Тогда он поразил меня глубоким и тонким умом. Пожалуй, я могу назвать его умнейшим из всех людей, с которыми мне довелось встречаться, разве что за одним исключением. Он был некрупным человеком невысокого роста, но атлетического телосложения, с энергичными и резкими движениями. Решения всегда принимал очень четкие и правильные, уверенно действуя так, словно видел все вещи досконально.

Итак, Ферми начал облучать элементы нейтронами и приступил к изучению нейтронов, содержащихся в ядре каждого элемента, и миф о трансмутации в его руках начал сбываться. Ферми замедлил движение нейронов водой и создал ядерный реактор. Произошло это в городе Оук-Ридж, штат Теннесси.

Трансмутация была многовековой мечтой человечества. Меня, человека с теоретическим складом ума, больше всего поразили 1930-е годы, когда стала проясняться эволюция природы. Поясню свою мысль подробнее. Я начал с Сотворения мира, вернемся же к нему. Согласно теологическим толкованиям архиепископа Джеймса Ашера из Арма, сделанным в 1650 году, Вселенная была создана в 4004 году до н. э. Находясь в плену догм и невежества, архиепископ ни в коем случае не допускал опровержения этой даты. Он, а вслед за ним и другие клирики называли точно год, число, день недели и даже час, которые я, к счастью, забыл. Но вопрос о возрасте нашего мира оставался, и оставался парадокс, вплоть до 1900-х годов, потому что было ясно, что Земле много, много миллионов лет, но невозможно было понять, откуда в Солнце и в звездах взялось столько энергии, чтобы они смогли существовать так долго. Конечно, у человечества уже были уравнения Эйнштейна, из которых следовало, что потеря вещества производит энергию. Но как преобразуется материя?

Итак, дверь в понимание того, в чем заключается суть энергии, нам приоткрыл Чедвик. В 1939 году Ханс Бете, работавший в Корнельском университете, впервые точно описал процесс превращения водорода в гелий в недрах Солнца, при котором потеря массы стремится к нам как щедрый энергетический дар. Я так страстно и горячо рассказываю, потому что для меня это не просто воспоминания, а важное событие. Объяснения Бете я помню так же ярко, как день собственной свадьбы, а последовавшие за открытием американского физика шаги — как рождение своих детей. Ведь впоследствии обнаружилось (и, как я полагаю, было окончательно доказано в 1957 году), что в звездах происходят процессы, при которых атомы становятся все более и более комплексными структурами. Материя эволюционирует. Само слово «эволюция» связано с Дарвином и биологией, но именно оно изменило физику в современное мне время.

Первый шаг эволюции элементов происходит в молодых звездах, таких как Солнце. Водород превращается в гелий, и этот процесс требует очень высоких температур, то, что мы видим на поверхности Солнца, — это только бури, вызванные им. (Гелий был впервые идентифицирован по спектральной линии во время солнечного затмения в 1868 году, вот почему он был назван гелием, ведь тогда он не был найден на Земле.) Итак, время от времени два ядра тяжелого водорода сталкиваются, сливаются и образуют ядро гелия.

Со временем Солнце будет состоять практически из одного гелия, тогда оно станет более горячей звездой, в которой ядра гелия будут образовывать тяжелые атомы. Углерод, например, образуется в звезде, когда три свободных ядра гелия сталкиваются в одной точке в течение менее чем одной миллионной доли миллисекунды. Каждый атом углерода в живом существе — результат такого невероятного столкновения. Помимо углерода образуется кислород, кремний, сера и другие, еще более тяжелые элементы. Наиболее стабильные элементы расположены в середине таблицы Менделеева — между железом и серебром, грубо говоря. Однако процесс построения новых элементов огибает эту группу и продолжается за ее пределами.

Если элементы образуются постепенно один за другим, то почему природа остановилась? Почему мы обнаружили только 92 элемента, последний из которых уран? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны создать элементы за пределами таблицы и подтвердить, что по мере того, как элементы становятся больше, они усложняются и склонны распадаться. Но создавая их, мы должны понимать, что создаем что-то потенциально взрывоопасное. Плутоний, который Ферми получил в историческом графитовом реакторе X-10, стал рукотворным элементом, который продемонстрировал это миру в полной мере.

Первый графитовый реактор.

Экспериментальный графитовый реактор, разработанный группой под руководством Энрико Ферми, приступившей к выполнению проекта 2 декабря 1942 года на площадке для игры в сквош под футбольным стадионом Университета Чикаго.

Я думаю, что до некоторой степени он является данью богу Плутону, владыке подземного мира, который дал свое имя элементу, из-за которого сорок тысяч людей умерло в Нагасаки. Снова в истории человечества одновременно увековечены и великий человек, и множество усопших.

Я должен вновь вспомнить шахту Величку, чтобы разъяснить одно историческое противоречие. Элементы постоянно образуются в звездах, и все же мы привыкли думать, что Вселенная когда-то закончится. Почему? Или каким образом? Мы исходим из наблюдения за работой машин: механизмы всегда потребляют энергии больше, чем производят. Часть теряется при трении, другая уходит из-за износа. В некоторых более сложных машинах, чем древние деревянные кабестаны Велички, энергия теряется в амортизационном устройстве или радиаторе. Одним словом, есть множество причин, по которым она ослабевает. В этом случае мы безвозвратно теряем огромный объем энергии, расходуя на полезную работу только малую ее часть. И существует еще океан энергии, который для нас в этот момент недоступен.

В 1850 году Рудольф Клаузиус отразил эту мысль в основном законе. Он заявил, что есть энергия, которую мы используем, и есть ее остаток, который для нас недоступен. Последний он назвал энтропией и сформулировал знаменитый второй закон термодинамики: энтропия всегда возрастает. Во Вселенной тепло утекает в своего рода озеро, недоступное для нас.

Это была хорошая идея для науки второй половины XIX века, когда тепло считалось жидкостью. Однако оно не материал. По сути, тепло представляет собой случайное движение атомов. Эту простую истину установил австрийский физик Людвиг Больцман. Он дал блестящую новую интерпретацию того, что происходит в машине, в паровом двигателе и во Вселенной.

Когда энергия ослабевает, атомы приходят в более беспорядочное состояние. А энтропия — это мера хаоса: очень глубокий вывод, следующий из новой интерпретации Больцмана. Странно, что у хаоса может быть «мера», но это вероятность конкретного состояния, определенная как количество способов, которым оно может быть собрано из атомов. Больцман выразил это в формуле:

S=KlnW,

где S — энтропия, которая должна быть пропорциональна логарифму.

W — вероятность заданного состояния (К — коэффициент пропорциональности, который теперь называется постоянной Больцмана).

Конечно, хаотичные состояния более вероятны, чем упорядоченные, так как почти каждая совокупность атомов будет случайной, так что, как правило, любое упорядоченное скопление распадается. Но «как правило» не означает «всегда». Неверно, что упорядоченные состояния постоянно скатываются в хаос. Статистический закон утверждает, что порядок стремится к исчезновению. Однако к статистике неприменимо слово «всегда». Она допускает, что в каких-то местах Вселенной (на Земле, на небе, в вас, во мне, в звездах, где угодно еще) установится порядок, тогда как рядом будет царить энтропия.

Очень красивая концепция! Однако остается еще один не изученный нами вопрос, который следует задать. Если мы существуем благодаря вероятности, не может ли быть так, что она слишком мала, чтобы у нас было право здесь находиться?

Обычный человек, задающий этот вопрос, как правило, рассуждает так: мое тело в данный момент состоит из множества атомов. Как безумно малая вероятность, что они собрались вместе и образовали меня! Если бы так и было, мое существование было бы практически невозможным.

Конечно, природа устроена не так. Она творит каждое свое создание постепенно, продвигаясь шаг за шагом: атомы образуют молекулы, молекулы объединяются в аминокислоты, которые формируют в белки — основу клетки. Клетки составляют прежде всего простейших существ, а затем сложных, а затем еще более сложных. Стабильные единицы, составляющие один уровень, или слой, — это сырой материал для случайных слияний, которые производят более сложные образования, у и некоторых из них есть шанс стать стабильными. Пока остается потенциал для стабильности, который не реализовался, других шансов нет. Эволюция представляет собой восхождение по лестнице — от простого к сложному, со стабилизацией на каждой ступеньке.

Это очень близкая мне тема. Я даже придумал для нее название: стратифицированная стабильность — то, что заставляет жизнь развиваться, пусть медленно и постепенно, но непрерывно, все больше и больше усложняясь. Это центральная проблема прогресса и эволюции. Теперь мы знаем, что это правило относится не только к жизни, но и к материи. Практически невозможно, чтобы в звездах образовался тяжелый элемент, например железо, или супертяжелый элемент, например уран, путем случайного соединения всех частей. Нет. В звезде водород превращается в гелий, на следующей стадии в другой звезде гелий соединяется с углеродом, с кислородом, с тяжелыми металлами, шаг за шагом мы проходим всю лестницу из 92 элементов.

Мы не можем повторить процессы, происходящие в звездах, потому что не в состоянии достичь тех огромных температур, которые необходимы для сплава большинства элементов. Однако мы уже поставили ногу на первую ступеньку лестницы и скопировали первый шаг — от водорода до гелия.

Конечно, трудно воссоздать температуру в недрах Солнца: она превышает 10 000 000 °C. Еще труднее сделать контейнер, который выдержал бы такую температуру хотя бы долю секунды.

Сегодня нет таких материалов. Контейнер для газа в таком состоянии может иметь только форму магнитной ловушки. Это новая физика — физика плазмы. Ее значение в том, что это физика природы. Теперь преобразования, проводимые человеком, не идут вразрез с ней, а повторяют те же самые шаги, которые природа предпринимает относительно Солнца и других звезд.

Бессмертие и смерть — контраст, которым я хотел бы закончить эту главу. Физика XX века — это бессмертное творение. Никогда человеческое воображение не поднималось до таких высот, даже когда люди возводили пирамиды, сочиняли «Илиаду», писали баллады или строили храмы. Ученые, открывшие эти законы, стали героями нашей эпохи. Менделеев, перебиравший карточки, Томпсон, опровергнувший теорию древних греков о неделимости атома, Резерфорд, превративший идею в планетарную систему, Бор, который сделал модель рабочей, Чедвик, открывший нейтрон, и Ферми, который использовал его для изменения ядра. И во главе этой славной когорты стоят основатели принципиально новых концепций — Макс Планк, который дал энергии атомную характеристику как материи, и Людвиг Больцман, которому больше, чем кому бы то ни было, мы обязаны тем, что атом стал для нас такой же реальностью, как наш собственный мир, который мы чувствуем и осязаем.

Кто бы мог подумать, что еще в 1900 году ученые воевали между собой не на жизнь, а на смерть, решая вопрос, существует атом или нет. Великий австрийский физик, механики философ Эрнст Мах на этот вопрос однозначно отвечал: «Нет». Его мнение разделял знаменитый немецкий химик Вильгельм Оствальд. И только один человек в этот критический момент, совпавший с рубежом столетий, настаивал на реальности атомов, опираясь на фундаментальную теорию. Это был Людвиг Больцман, памяти которого я хочу поклониться.

Больцман был вспыльчивым, необычным, тяжелым человеком, ранним последователем Дарвина, неуживчивым и конфликтным. Восхождение человечества колебалось на тонкой интеллектуальной грани, потому что если бы антиатомные доктрины возобладали, научный прогресс затормозился бы на десятилетия. И не только в физике, но и в биологии, которая зависела от нее. Больцман не просто шел наперекор другим. Он жил идеей реальности атома и умер, не отступившись от своего. В 1906 году, в возрасте шестидесяти двух лет, ученый, чувствуя себя изолированным и проигравшим, решил, что дальнейшее сопротивление бесполезно (хотя до признания его идеи оставалось совсем немного), и совершил самоубийство. Нам в память об этом великом человеке осталась его бессмертная формула:

S = KlnW,

выгравированная на могильном камне.

У меня не хватает слов, чтобы отдать должное красоте лаконичной и точной мысли гения, поэтому я посвящаю ей четыре первые строки поэмы Уильяма Блейка «Прорицания невинности»:

В одном мгновенье видеть вечность, Огромный мир — в зерне песка, В единой горсти — бесконечность И небо — в чашечке цветка.[11]

Глава 11. Знание или достоверность

Цель естественных наук — воссоздать точную картину материального мира. Однако важнейшим открытием физики XX века стало доказательство того, что эта цель недостижима.

Попробую объяснить вышесказанное на хорошем конкретном примере — на примере человеческого лица. Представьте, что его изучает слепая девушка. Попробуем прислушаться к ее мыслям в момент, когда она обследует лицо своими чувствительными пальцами: «Я бы сказала, что человек очень немолод. Вероятнее всего, он — не англичанин, потому что у него слишком круглое лицо. Думаю, что он европеец, и скорее всего, выходец из Восточной Европы. На лице есть давние шрамы. Обладатель лица — не слишком счастливый человек».

Мы вместе со слепой девушкой изучали лицо Стефана Борграевича, который, как и я, родился в Польше. Его портрет написал польский художник Феликс Топольский. Очень интересно, что он пытался не столько передать сходство, сколько изучить черты лица, как будто на ощупь. Каждая морщинка, каждое пятнышко только усиливают изображение, не делая его совершенным и конечным, — таков художественный метод живописца.

Еще один способ изучения объектов — физика, которая в настоящее время очень продвинулась в этом направлении. Абсолютного знания не существует. Тот же, кто пытается его обрести — будь он ученый или священник, — рискует столкнуться с жестоким разочарованием. Вся информация несовершенна. Мы должны принимать это со смирением. Многозначность явлений, знаков и символов в буквальном смысле роднит человеческое существование с квантовой физикой.

Давайте изучим лицо человека, используя весь спектр электромагнитных излучений. Сформулирую вопрос: насколько мелкие и тонкие детали мы сможем рассмотреть, пользуясь самыми совершенными инструментами в мире?

Мы можем изучить не только те детали, что освещены видимым глазу светом. Джеймс Клерк Максвелл в 1867 году предположил, что свет представляет собой электромагнитные волны, и написал для них уравнения. Спектр видимого света располагается в пределах семи цветов радуги — от красных до фиолетовых лучей, подобно тому, как ноты образуют семиступенную октаву. Но подобно тому, как за пределами октавы остается еще множество звуков, существует и множество невидимых излучений за пределами самых длинных и самых коротких световых волн. Мы будем изучать их по очереди, словно морщинки на портрете.

Существование самых длинных из невидимых волн — радиоизлучения — в 1888 году доказал Генрих Герц, полностью подтвердив теорию Максвелла. Радар-сканер, работающий в диапазоне метровых волн, не увидит лица, если только мы не увеличим его до нескольких метров в поперечнике, как у мексиканских каменных статуй. Только уменьшив длину волны до долей метра, мы сумеем рассмотреть смутные очертания обычной человеческой головы.

Переходим в следующий диапазон, более короткий. Эти волны, длиной меньше миллиметра, получили название инфракрасные лучи. Открыл их в 1800 году астроном Уильям ГершелЬ, который заметил, что разложенный в спектр солнечный свет нагревает предметы, помещенные за красным концом полоски спектра.

Инфракрасная камера преобразует полученное изображение в условные цвета: более теплые участки изображения представляются синим цветом, а более холодные — красным. В силуэте на снимке можно будет угадать глаза, нос, рот человека, которые мы видим благодаря тому что от его ноздрей идет инфракрасное (тепловое) излучение. Мы, безусловно, узнаем о лице нечто новое, но отнюдь не разглядим деталей.

В диапазоне совсем коротких волн, длина которых составляет сотые миллиметра и менее, инфракрасное излучение постепенно переходит в видимый красный цвет. Пленка, которую мы применим в таком случае, будет чувствительна и к инфракрасному и к коротковолновому излучениям. Лицо на снимке оживет. Теперь оно вполне узнаваемо — это Стефан Борграевич.

При белом свете мы можем разглядеть все в деталях: маленькие волоски, поры на коже, шрамы и другие изъяны. Этот дневной (или искусственный белый) свет представляет собой смесь длинных волн (от красных до оранжевых), средних (от оранжевых до желтых), коротких (от желтого до сине-зеленого) и сверхкоротких (ультрафиолетовых). По идее, в ультрафиолете мы должны видеть лучше, чем в инфракрасных лучах, однако на практике разница в октаву нисколько не меняет изображение.

Художник, рассматривая лицо натурщика, сравнивает, сопоставляет черты относительно друг друга, разделяет цвета, чтобы сделать акцент на нужных деталях. Возникает естественный вопрос: должен ли ученый использовать микроскоп, чтобы выделить и проанализировать более тонкие черты? Да, конечно, должен. Однако следует понимать, что микроскоп увеличивает изображение деталей, резкость же изображения определяется используемой длиной волны. Мы можем разглядеть только детали, размер которых больше или равен длине волны, меньшие детали останутся невидимыми.

Двухсоткратное увеличение позволяет рассмотреть отдельную пору кожи при белом дневном свете. Чтобы получить более подробную информацию, нам потребуется еще более короткая длина волны. Значит, пора переходить к следующему типу волн — к ультрафиолетовым. Если бы человеческий глаз был способен видеть в ультрафиолете, то мы могли бы наслаждаться призрачным флуоресцентным пейзажем.

Построенный на этом принципе ультрафиолетовый микроскоп позволяет рассмотреть клетку в невидимых глазу сверхкоротких лучах, увеличивая ее изображение в три с половиной тысячи раз — при таком увеличении видны отдельные хромосомы. Однако это — предел, потому что свет не позволяет разглядеть человеческие гены в хромосоме.

Чтобы двигаться дальше, мы должны снова сократить длину волны, достигнув длины рентгеновских лучей. Однако они настолько всепроникающи, что у нас не получится сфокусировать их, а значит, мы не сумеем собрать рентгеновский микроскоп. Таким образом, мы должны довольствоваться тем, что можем направить эти лучи на объект и получить своего рода тень. Детальность будет зависеть от способности луча проникать внутрь материи. Например, зубной врач, чтобы проанализировать состояние зубов, изучает вид костей черепа на рентгеновском снимке. Подобное свойство рентгеновских лучей сделало их очень популярными почти сразу после открытия в 1895 году. С этого времени физика и медицина пошли рука об руку, а первооткрыватель и отец-основатель прикладной науки Вильгельм Конрад Рентген в 1901 году был удостоен первой Нобелевской премии по физике.

Обследование тела в рентгеновском излучении стало популярным почти сразу же после открытия этих лучей Рентгеном.

Одно из первых оригинальных пластинок Рентгена, на которой снят человек в обуви и с ключами в карманах брюк.

Удача в науке значит очень много, потому что иногда она заменяет собой долгие размышления и исследования, позволяя почти случайно разглядеть то, что, кажется, увидеть невозможно. Рентген не сумел увидеть отдельный атом, потому что он слишком мал и не отбрасывает тени даже при такой короткой длине волны. Тем не менее однажды рентгеновские лучи образовали узор, в котором в 1912 году Макс фон Лауэ сумел увидеть положение атомов. Иначе говоря, немецкий физик изобрел способ, благодаря которому ученые смогли изучать расположение атомов в кристаллах. Дифракционные картины, образуемые рентгеновскими лучами, проходящими через кристаллы, получили название лауэграммы. Они принесли двойную пользу: во-первых, послужили подтверждением реальности атома, во-вторых, доказали электромагнитную природу рентгеновских лучей.

Рентгеновские лучи образуют регулярный узор, по которому может быть воссоздано положение атомов.

Картина дифракции рентгеновских лучей на кристалле ДНК.

Позволю себе небольшое отступление от темы. Рассмотрим электронные микроскопы, в которых лучи настолько концентрированы, что затруднительно назвать их волнами или частицами.

Эти приборы работают по такому принципу: электронная пушка открывает огонь по объекту очерчивая его силуэт, словно метатель ножей, выступающий на ярмарке. Самый маленький объект, который мне доводилось видеть в такой микроскоп, — атом тория. Зрелище было неповторимым и захватывающим. Тем не менее его изображение выглядело нечетким, словно обозначенный ножами метателя силуэт девушки на ярмарочном стенде. Значит, даже самые энергичные электроны не позволяют получить четкий контур. Совершенное изображение так же далеко от нас, как свет далеких звезд.

Таким образом, мы подходим к ключевому парадоксу познания. Каждый год человек изобретает все более точные приборы для наблюдения природы. Однако когда мы изучаем данные, полученные с их помощью, то видим расплывчатые и невнятные изображения, по которым ничего нельзя понять. И так случается всегда, когда нам кажется, что мы уже на грани великого открытия.

Парадокс познания возникает не только на атомарном уровне. Наоборот, он становится только убедительнее, если перейти к большему масштабу — уровню человека или даже планеты. Позвольте доказать это на примере построенной в 1807 году астрономической обсерватории Карла Фридриха Гаусса из Гёттингена. С тех пор ее инструменты непрерывно совершенствовались.

Сегодня мы наблюдаем звездное небо, пользуясь современными инструментами, и нам кажется, что наши расчеты и описания планет и звезд лучше, чем двести или сто лет назад. Однако если сравнить, то внезапно оказывается, что результаты наших наблюдений мало чем отличаются от полученных нашими предшественниками. То тут, то там мы вновь и вновь находим ошибки. Люди надеялись, что с развитием науки и техники ошибки исчезнут сами собой и что человечество сумеет постичь мир во всей его полноте. Но ошибки не исправить, опираясь только на наблюдения, как невозможно точно описать явление, глядя на чужую картину или слушая чужой доклад.

Гаусс понял это благодаря своему удивительному юношескому духу познания, который он сохранил почти до самой своей смерти в возрасте около восьмидесяти лет. Ему было восемнадцать, когда он в 1795 году поступил в Гёттингенский университет, и тогда же Гаусс решил проблему обработки наблюдений, содержащих внутренние ошибки. Сегодня метод Гаусса является основой статистики.

Когда астроном наблюдает за поведением звезды, он принимает во внимание множество причин, которые могут вызвать ошибку. Астроном проводит несколько измерений и выбирает среднее значение, надеясь, что оно окажется наиболее верным. Всё очевидно. Однако Гаусс пошел дальше. Он задался вопросом: что дает нам разброс отклонений положения звезды от средней орбиты? Ответом юного ученого стала кривая, построенная на основе значений разброса, который Гаусс назвал областью неопределенности. Это избавило нас от ложной уверенности в том, что истинное положение звезды окажется где-то посредине. Все, что мы знаем: оно находится в области неопределенности, которую мы вычисляем на основе наблюдений.

Парадокс познания возникает не только на атомарном уровне. Наоборот, он становится только убедительнее, если перейти к большему масштабу — уровню человека или даже планеты.

Кривая нормального распределения Гаусса.

Гаусс с его утонченными взглядами на познание был особенно неприятен для философов, которые утверждали, что им известен иной, более совершенный путь к истине, нежели наблюдения. Из многих примеров я приведу только один — остановлюсь на столкновении Гаусса и Гегеля. Гаусса я нежно люблю и восхищаюсь им, к Фридриху Гегелю, честно говоря, испытываю неприязнь. В 1800 году Гегель представил диссертацию, в которой доказывал, что хотя с античных времен определение планет изменилось, их число осталось постоянным: был открыт Уран, но Луна из разряда планет была переведена в разряд спутников, а вместо Солнца на должность планеты была назначена Земля. То есть планет как было, так и осталось всего семь. Отличная мысль, но не новая. По словам Гаусса, задолго до защиты Гегеля ее высказал Шекспир. Вспомните блестящий диалог из трагедии «Король Лир», в котором шут говорит королю: «А вот очень просто отгадать, почему в семи звездах всего семь звезд». В ответ король глубокомысленно ухмыляется и отвечает: «Потому что их не восемь?» Шут мгновенно реагирует на горькую иронию короля: «Совершенно верно. Из тебя вышел бы хороший шут». Так что Гегель своей диссертацией не сказал ничего нового. А 1 января 1801 года, когда в ней еще не высохли чернила, была открыта восьмая планета — астероид Церера.

История знает немало подобных парадоксов. Бомбой замедленного действия, заложенной в кривой Гаусса, оказалось то, что мы не стали богами, даже взглянув на мир с высоты птичьего полета. Наши ошибки неразрывно связаны с природой человеческого знания. Ирония состоит в том, что это открытие сделано в Гёттингене.

Старинные университетские города удивительно похожи друг на друга: Гёттинген напоминает и английский Кембридж, и американский Йель. Это провинциальные городки вдали от шумных трасс и мегаполисов, в них никто не стремится переехать, кроме профессуры и студентов. Преподаватели таких университетов уверены, что их город — центр мира. Над входом в пивную, расположенную в подвале, есть надпись на латыни: Extra Gottingam non est vita («За воротами Гёттингена жизни нет»). Эту эпиграмму или эпитафию (кому как нравится) не принимает всерьез никто, кроме очередного магистранта, который мечтает остаться здесь в качестве профессора.

Символом университета считается железная статуя босоногой гусятницы Лизы, стоящая перед пивной. Ее целует каждый выпускник. Университет для студентов — Мекка, в которую каждый из них приходит с чем-то чуть меньшим, чем абсолютная вера. Задача преподавателей воспитать в них духовную смелость оборванца, если хотите, босую непочтительность к учебе, потому что они здесь не для того, чтобы поклоняться известному, а для того, чтобы подвергать сомнению даже непоколебимые истины.

Как в каждом университетском городе, здешний пейзаж с его длинными улочками и переулками располагает к долгим пешим прогулкам, которые совершают после обеда почтенные профессора. Во время этих прогулок активные студенты стремятся договориться с преподавателями о совместных исследованиях. Вполне возможно, что в прошлом Гёттинген был довольно тихим, сонным местом. Маленькие университетские города вернулись в те времена, когда страна еще не объединилась и представляла собой отдельные государства. Например, Гёттинген основал Георг II как столицу Ганновера. Это придает подобным поселениям своеобразный флер бюрократического местного колорита. Даже после отречения кайзера от престола в 1918 году и падения военной мощи Второго рейха жители этих городков оставались большими конформистами, чем население кампусов за пределами Германии.

С внешним миром Гёттинген связывала железная дорога, которая начиналась в Берлине. По пути гости университета успевали обменяться новыми идеями, занимавшими лучшие умы ведущих ученых-физиков всего мира. В Гёттингене существует присловье, что наука рождается в берлинском поезде, потому что в купе и вагоне-ресторане спорят и соглашаются, а значит, рождаются новые и умирают нежизнеспособные идеи.

В годы Первой мировой войны научное сообщество в Гёттингене, впрочем, как и везде, активно обсуждало теорию относительности. Однако в 1921 году, с приходом на кафедру физики Макса Борна, ситуация изменилась: он предложил заняться атомной физикой. Для начинающего преподавателя Макс Борн был несколько староват — почти сорок лет. Его коллеги-физики, как правило, писали свои лучшие работы до тридцати, математики — еще раньше, биологи — чуть позже.

Однако Борн был исключительным человеком, одаренным, как Сократ. Он сразу привлек к себе молодых преподавателей и студентов и сумел создать благоприятную научную среду, в которой каждый из них смог максимально раскрыться и написать свои лучшие работы. В физический институт приезжали ученые из всех стран мира. Из учеников Борна я отмечу двоих. Один из них — Вернер Гейзенберг, сделавший в Гёттингене свои самые значительные открытия, которые принесли ему Нобелевскую премию. Второй, также Нобелевский лауреат — Эрвин Шрёдингер, сформулировавший в спорах с Борном многие основные положения квантовой физики, которой занимался всю свою жизнь.

Всё это странно звучит применительно к физике — науке, которая творится в полночь. Разве изучение квантовой механики в 1920-х годах действительно подразумевало публичное предъявление доказательств, споры, семинары, дискуссии? Да, это было именно так, это так и осталось. До сих пор люди, которые большую часть времени проводят в лабораториях, встречаются в больших аудиториях, чтобы обсуждать концептуальные проблемы субатомных частиц, а во время отдыха — решать логические и психологические задачи.

В начале XX века электрон был загадкой из загадок. Среди профессуры тогда ходила весьма распространенная острота о том, что по понедельникам, средам и пятницам электрон ведет себя как частица, по вторникам, четвергам и субботам — как волна (подобное распределение дней связано с университетским расписанием). Как совместить эти два аспекта, взятые из большого мира и втиснутые в микромир атома, словно Гулливер в страну лилипутов? Вот о чем шли споры. И решение требует не расчета, а понимания и воображения, если хотите, метафизического подхода. Я помню фразу, произнесенную Максом Борном после переезда в Англию: «Теперь я убежден, что теоретическая физика — это современная философия».

Макс Борн имел в виду, что развивающиеся идеи в физике помогают обществу формировать новые, различные точки зрения. Мир не статичная модель, не устойчивый массив объектов, потому что реальность невозможно отделить от нашего субъективного восприятия.

Мир изменяется под нашим влиянием, реагирует на нас, и мы должны интерпретировать знания, которые он нам дает. А значит, обмен информацией невозможен без акта суждения. Электрон — это частица? Он ведет себя именно так в модели атома, усовершенствованной Бором. Но Луи де Бройль в 1924 году создал красивую волновую модель, в которой устойчивые орбиты соответствуют целому числу длин волн, выстроенных вдоль орбиты. Макс Борн предложил представить движение электронов в виде цепочки, вращающейся как коленчатый вал, так что в совокупности они представляют собой ряд гауссовых кривых, образующих волну вероятности. Эта концепция родилась во время послеобеденных профессорских прогулок и в берлинском поезде, потому что помимо сильного всплеска эмоций, на фоне которого совершаются открытия, ее появлению предшествовала тонкая совместная работа ученых по разработке системы основных единиц.

Блестящей кульминацией прогулок и бесед стало начало 1927 года, когда Вернер Гейзенберг опубликовал новую характеристику электрона. «Да, — заявил он, электрон представляет собой частицу, которая дает нам только ограниченную информацию». То есть если можно узнать текущее местонахождение электрона, то измерить его скорость нельзя. И наоборот: если точно измерить скорость электрона, то его местоположение станет неопределенным.

На первый взгляд очень сырая характеристика. Однако это не так. Гейзенберг углубляет и уточняет ее: общее количество информации, которую несет в себе электрон, ограниченно. То есть, например, скорость электрона и его положение, взятые вместе, всегда ограничены квантовой неопределенностью. Очень глубокая мысль! Одна из самых великих идей во всей истории науки!

Гейзенберг назвал подобную зависимость принципом неопределенности. В некотором смысле он является надежным критерием повседневности. Мы понимаем, что не можем требовать от мира точности. Если некий объект (например, лицо знакомого) не будет сохранять постоянные характеристики, то мы перестанем его узнавать. При этом объект постоянно меняется и никогда не будет сегодня таким же, как вчера, завтра — таким же, как сегодня, и т. п. В этих изменениях заключается квантовый допуск, относящийся к области неопределенности. Значит, принцип Гейзенберга говорит о том, что не бывает событий, пусть даже самых мизерных, атомных, которые можно было бы описать без учета подобных допусков. Нулевых квантовых допусков не существует. Применение в качестве единицы измерения модуляций и трансформаций кванта, открытого Максом Планком, делает мысль Гейзенберга очень глубокой и точной. Таким образом, в мире атомов область неопределенности всегда измеряется квантами.

Тем не менее принцип неопределенности — плохое название для этого феномена. В науке и за ее пределами мы часто довольствуемся вполне определенным допуском, который ограничиваем на основе наших знаний. Значит, речь все-таки должна идти не об определенности, а о толерантности. При этом слово «толерантность» я использую в двух смыслах. Во-первых, в инженерном значении толерантностью мы называем допуски, которые обязательно должны существовать во время обмена информацией между человеком и природой. Исключать их нельзя, несмотря на то что наука продвинулась далеко вперед. Во-вторых, это слово нельзя исключить из лексикона человека, обобщающего характеристики реального мира. Обмен знаниями и информацией между людьми может строиться только на принципах толерантности. Это правило имеет отношение к науке, литературе, религии, политике — любой форме общественной мысли, стремящейся к догме. Величайшей трагедией моей и вашей жизни является то, что ученые Гёттингенского университета сумели выработать принцип толерантности и отказались от него, посчитав, что событиями второй половины XX века он разрушен и не подлежит восстановлению.

Та же беда творилась во всей Европе. Однако одна конкретная туча нависла над Гёттингеном в начале 1800-х годов. Дело в том, что знаменитый немецкий анатом и естествоиспытатель Иоганн Фридрих Блюменбах собрал коллекцию черепов, получая их от уважаемых джентльменов, проживавших в разных европейских странах.

В работах этого анатома, посвященных изучению и классификации черепов, принадлежащих разным расам, национальностям и народностям, не было и намека на расистское разделение человечества. Тем не менее с 1840 года (с момента смерти Блюменбаха) коллекцию превратили в основное доказательство состоятельности пангерманской теории, а национал-социалистическая партия после своего прихода к власти сделала ее официальной идеологией.

Это случилось в 1933 году, когда Адольф Гитлер пришел к власти. Традиции германской науки были почти в одночасье разрушены. Теперь берлинский поезд стал символом бегства. Европа перестала отзываться на научные идеи, основанные на фантазии и воображении.

В начале 1930-х годов Европа перестала быть подходящим местом для людей с воображением.

Энрико Ферми.

Ушло в прошлое понимание культуры, основанной на личном и ответственном человеческом знании, которое художник обретает в бесконечном путешествии по краю неопределенности. В научном и творческом сообществах наступила тишина, сопоставимая с той, что установилась после суда над Галилеем. Под угрозу физического уничтожения попали Макс Борн, Альберт Эйнштейн, Зигмунд Фрейд, Томас Манн, Бертольд Брехт, Артуро Тосканини, Бруно Вальтер, Марк Шагал, Энрико Ферми, Лео Силард. Поэтому, покинув континент, они переехали в Америку. После нескольких лет скитаний многие из них обосновались в Институте Солка в Калифорнии.

Принцип неопределенности, или, в моей интерпретации, принцип толерантности, означает, что знание ограниченно. Горькая ирония судьбы проявилась в том, что разрабатывался этот принцип одновременно с тем, как в Германии укреплялся диктаторский режим Гитлера, и аналогичные тирании складывались в других странах мира, утверждая принцип чудовищной определенности. Когда смотришь из будущего в 1930-е годы, они представляются временем грандиозного противостояния культур. По одну сторону конфликта стояло Восхождение человека, его развитие, по другую — возврат к абсолютной уверенности деспота в собственной правоте.

Я хочу показать, как эти процессы отразились на судьбах выдающихся личностей. Так случилось, что мне довелось в течение года тесно общаться с Силардом. Он много рассказывал о тех тяжелых временах. Лео Силард — студент венгерского университета, почти всю жизнь проживший в Германии. В 1929 году он подготовил к публикации важную новаторскую статью, изложенная в ней концепция сегодня называется теорией информации. Выдающийся физик отследил связи между знанием, природой и человеком. Однако Силард не торопился публиковать свой труд, потому что был уверен, что Гитлер обязательно придет к власти и что война неизбежна. В 1933 году он упаковал рукопись в два больших портфеля и эмигрировал в Англию.

Почти сразу после приезда в Великобританию он принял участие в заседании Британской ассоциации, посвященном атомной энергии. Резерфорд, будучи основным докладчиком, заявил, что человек никогда не сможет поставить себе на службу атомную энергию. Силард принадлежал к типу ученых, добродушных на вид, но довольно строптивых по натуре: он не переносил, когда в его присутствии произносили слово «никогда». Особенно его раздражали подобные заявления, исходившие из уст уважаемых коллег. Он начал работать над проблемой, что называется, из духа противоречия. «Представьте себе, — рассказывал он о том периоде жизни, — я жил тогда в гостинице Strand Palace. Каждый день, когда я проходил мимо госпиталя Барта, мне приходилось ждать сигнала светофора, чтобы пересечь Саутгемптон-роу». Эту часть истории я нахожу маловероятной, потому что не представляю Силарда, который терпеливо ждет, пока загорится зеленый свет. Тем не менее ученый утверждает, что именно в этот момент он и понял, что если ударить атом одним нейтроном, тот развалится, испустив при этом дополнительно два нейтрона, и может начаться цепная реакция. В 1934 году Силард написал патентную спецификацию, которая содержала слова «цепная реакция».

Теперь мы переходим к той черте, которая была свойственна всем крупным ученым того времени, но в характере Силарда проявилась особенно ярко. Ученый настаивал на том, чтобы засекретить результаты своих исследований и экспериментов и тем самым предотвратить их неправомерное использование. По этой причине он доверил материалы Британскому адмиралтейству которое опубликовало труд Силарда только после окончания Второй мировой войны.

Пока же война все ближе и ближе подступала к границам всех стран. Прогресс в области ядерной физики и наступление идей гитлеризма должны были непременно столкнуться. Сегодня мы забываем о том, в каких условиях работали ученые, поэтому нам трудно понять, почему Силард советовался с Фредериком Жолио-Кюри о том, как засекретить свои исследования, и пытался уговорить Энрико Ферми не публиковать его работы. А в августе 1939 года он написал письмо Эйнштейну, в котором заявил: «Ядерная энергия получена. Война неизбежна. Надо обратиться к президенту США, чтобы решить, что теперь должны делать ученые». Эйнштейн поддержал позицию Силарда и написал Рузвельту.

Альберт Эйнштейн

Олд Гроу Роуд

Нассоу Пойнт,

Пиконинг, Лонг Айленд,

2 августа 1939 года

Ф. Д. Рузвельту

Президенту США

Белый дом

Вашингтон (Штат Колумбия)

Сэр!

Некоторые недавние работы Ферми и Силарда, которые были сообщены мне в рукописи, заставляют меня ожидать, что уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый и важный источник энергии. Некоторые аспекты возникшей ситуации, по-видимому, требуют бдительности и при необходимости быстрых действий со стороны правительства. Я считаю своим долгом обратить Ваше внимание на следующие факты и рекомендации.

В течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Силарда в Америке стала вероятной возможность ядерной реакции в крупной массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов. Можно считать почти достоверным, что это будет достигнуто в ближайшем будущем.

Это новое явление способно привести также к созданию бомб, и возможно — хотя и менее достоверно — исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт с прилегающей территорией. Хотя такие бомбы могут оказаться слишком тяжелыми для воздушной перевозки.

Соединенные Штаты обладают лишь незначительным количеством урана. Ценные месторождения его находятся в Канаде и Чехословакии. Серьезные источники — в Бельгийском Конго.

Ввиду этого не сочтете ли Вы желательным установление постоянного контакта между правительством и группой физиков, исследующих в Америке проблемы цепной реакции? Для такого контакта Вы могли бы уполномочить лицо, пользующееся Вашим доверием, неофициально выполнять следующие обязанности:

а) поддерживать связь с правительственными учреждениями, информировать их об исследованиях и давать им необходимые рекомендации, в особенности в части обеспечения Соединенных Штатов ураном;

б) содействовать ускорению экспериментальных работ, ведущихся сейчас за счет внутренних средств университетских лабораторий, путем привлечения частных лиц и промышленных лабораторий, обладающих нужным оборудованием.

Мне известно, что Германия в настоящее время прекратила продажу урана из захваченных чехословацких рудников. Такие шаги, быть может, станут понятными, если учесть, что сын заместителя германского министра иностранных дел фон Вайцзеккер прикомандирован к Институту кайзера Вильгельма в Берлине, где в настоящее время повторяются американские работы по урану.

Искренне Ваш Альберт Эйнштейн.

Перевод[12]

В конце концов, Силард отправил рукопись статьи Эйнштейну, который, пользуясь изложенными в ней фактами и материалами, написал письмо президенту США.

Письмо А. Эйнштейна президенту США Ф.Д. Рузвельту от 2 августа 1939 года.

Победа над фашистской Германией в 1945 году не остановила Силарда, поскольку он узнал, что ядерная бомба будет сделана и ее собираются сбросить на Японские острова. Ученый начал протестовать везде, где мог. Он писал письмо за письмом, меморандум за меморандумом. Рузвельт не получил петицию Силарда только потому, что умер. Силард считал, что нельзя бомбить острова, надо провести публичные испытания атомной бомбы и пригласить на них руководство Японии. Власти поймут силу, которая им противостоит, и сдадутся. Нельзя, чтобы гибли невинные люди!

Как вы знаете, Силарду и научному сообществу не удалось предотвратить ужасную трагедию. В ответ Силард сделал то, что посчитал для себя единственно возможным: отказался от физики и ушел в Институт Солка, чтобы изучать биологию, и убедил других заняться тем же самым. Физика была его настоящей страстью, но теперь, как он решил, настало время объяснить людям, что высшая ценность на земле — человеческая жизнь.

Первая атомная бомба была сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года в 8:15 утра. Однажды я вместе с Силардом посещал Хиросиму и услышал, как кто-то сказал, что атомная бомбардировка — огромная трагедия ученых, потому что их открытия были использованы для уничтожения людей. Силард ответил: «Это не трагедия ученых, это — трагедия человечества». Ученый больше, чем кто-либо другой, имел право на такие слова.

У этой беды было две стороны. Первая — вера в то, что цель оправдывает средства. Такую жестокую философию, которая оправдывает равнодушие к страданиям людей, военная машина поставила себе на службу. Другая — предательство человеческого духа: принятие догмы, которая закрывает разум и превращает нацию, цивилизацию в толпу призраков — покорных или покорившихся насилию.

Существует мнение, будто наука негуманистична, будто она относится к людям как к числам. Это — ложь, трагическое заблуждение! Судите сами. Концлагерь и крематорий в Освенциме. Здесь люди были лишены имен и получили взамен номера. Над прудом развеян пепел четырех миллионов человек, сожженных в печах Освенцима. Людей уничтожил не газ. Их убили высокомерие, догма, невежество и незнание. Когда человек считает, что он — носитель абсолютной истины, то ведет себя именно так. Вот к чему ведет стремление к божественному знанию.

В науке же, напротив, воплощается знание человеческое. Мы всегда балансируем на тонкой грани между известным и неизвестным, это дает нам стимул идти дальше и дарит надежду.

Каждое суждение в науке — личное и может оказаться заблуждением. Наука — багаж знаний, которыми мы на сегодняшний день располагаем, даже если они и ошибочны. Именно об этом говорил Оливер Кромвель: «Я умоляю вас, во имя Христа, всегда помнить, что вы можете ошибаться!»

Стоя здесь, на берегу пруда в Освенциме, я понимаю, что как ученый многим обязан моему Другу Силарду, а как человек имею моральные обязательства перед членами моей семьи, погибшей в Освенциме. Мы обязаны излечиться от зуда абсолютного знания и беспредельной силы. Нам надлежит избавиться от желания превратить человека в винтик большого механизма. Мы должны помнить, что рядом с нами живут люди.

Глава 12. Поколение за поколением

В XIX веке Вена была столицей империи, объединившей множество национальностей и языков. Кроме того, город прославился как центр музыки, живописи и литературы. Наука, в частности биология, в консервативной Вене считалась делом подозрительным, однако неожиданно Австрия стала страной, где родилась одна революционная (и как раз в биологии) научная идея.

Основатель генетики и практически всех современных наук о жизни Грегор Мендель получил образование в старинном Венском университете. И образование это было весьма далеко от совершенства. Но ведь Мендель начал учиться в историческое время борьбы между тиранией и свободой мысли. В 1848 году, незадолго до его поступления, два молодых человека опубликовали в далеком Лондоне манифест на немецком языке, начинавшийся словами: Ein Gespenst geht um Europa («Призрак бродит по Европе»).

Конечно, авторы «Манифеста коммунистической партии» Карл Маркс и Фридрих Энгельс не были зачинщиками революции, но они дали ей голос. Это был голос восстаний. Волна возмущений и мятежей прокатилась по континенту, потревожив покой Бурбонов, Габсбургов и многих других правителей.

Париж революция захватила в феврале 1848 года, затем волнения перекинулись в Берлин и Вену. И вот на Университетскую площадь в Вене, в марте 1848 года, вышли студенты, которые протестовали против произвола властей и дрались с полицией. Австрийская империя, как и другие, пошатнулась. Меттерних подал в отставку и бежал в Лондон. Император отрекся от престола.

Императоры уходят, но империи остаются. На престол Австро-Венгрии был посажен восемнадцатилетний Франц-Иосиф, который правил, как средневековый деспот, пока одряхлевшая империя не распалась на части в Первую мировую войну. Я, будучи очень маленьким мальчиком, видел Франца-Иосифа и очень хорошо его помню. Он, как все Габсбурги, имел длинную нижнюю губу и безвольный рот, которые мы видим у испанских королей на портретах Веласкеса и которые являются их доминирующим генетическим признаком.

Когда Франц-Иосиф взошел на престол, речи патриотов очень быстро смолкли. В стране установилась жесткая реакция. Именно в этот момент человечество снова приготовилось подняться еще на одну ступень: в Венский университет поступил Грегор Мендель. Настоящее имя этого человека — Иоганн Мендель, второе он получил при постриге в монахи-августинцы. В обитель он пришел уставшим от нищеты, царившей на ферме его отца. Мендель на всю жизнь остался крестьянским мальчишкой, даже в науке. Он не был профессором, не был джентльменом, как его современники в Англии, он был натуралистом-огородником.

Мендель стал монахом, чтобы получить образование. Аббат отправил его в Венский университет, учиться на преподавателя. Однако он был нервным и не очень прилежным студентом. Экзаменатор написал, что ему «не хватает понимания и необходимой ясности знаний», и Менделя отчислили. У мальчика, родившегося на ферме, не было иного выхода, как снова сгинуть в неизвестности в монастыре в Брно (ныне — город в чешской Моравии).

Это произошло в 1853 году, когда Менделю исполнился тридцать один год и он был полным неудачником, как сказали бы сейчас. Учиться его послал Августинский орден Святого То-маша в Брно, а ведь это был орден учителей. Австрийское правительство хотело, чтобы умных крестьянских детей обучали монахи. А Мендель провалился, не смог стать учителем. Ему так и жить теперь всю жизнь с клеймом «несостоявшийся учитель»? Или кем ему быть? И он решил: он будет все тем же мальчиком Ханзлем с фермы, а не монахом Грегором. Мысленно он вернулся в то время, когда жил на ферме и увлеченно занимался растениями.

В Вене он попал под влияние одного из самых интересных биологов — Франца Унгера, который придерживался практического взгляда на наследование: никаких духовных субстанций, никаких жизненных сил, давайте придерживаться реальных фактов. И Мендель решил посвятить свою жизнь практическим экспериментам по биологии, которыми он мог заниматься здесь, в монастыре. Однако это увлечение надо было сохранить в секрете, потому что епископ не потерпел бы увлечение монаха биологией.

Сказано — сделано. Примерно в 1856 году Мендель начал эксперименты. В своих дневниках он пишет, что наблюдение и опыты продолжались непрерывно в течение восьми лет. В качестве основного растения он выбрал горох. Мендель подошел к делу очень тщательно, дифференцировав семь признаков, которые бы четко определяли сорт. В числе этих характеристик были форма семян, их цвет, длина стебля и другие особенности. И как раз о признаке «короткий стебель/длинный стебель» я и хочу поговорить.

Человечество поднялось еще на одну ступень благодаря тихому Грегору Менделю.

Мендель в 1865 году.

Давайте проследим за ходом экспериментов Менделя и начнем с создания гибрида из растений с длинным и с коротким стеблем, выбрав родительские растения так, как указал Мендель:

В экспериментах с этим признаком, чтобы различия были отчетливыми, длинный стебель 6–7 футов всегда скрещивался с коротким 3/4 фута или 1 1/2 фута.

Чтобы не дать растению самоопылиться, мы удалили пестики, а затем искусственно опылили его растением с высоким стеблем.

Процесс созревания шел своим чередом. Пыльцевые трубки проросли. Спермин (эквивалент сперматозоидов у животных) спустились по трубкам и достигли яйцеклеток, как у любого другого опыленного гороха. Появились стручки, хотя, конечно, их характеристики еще неизвестны.

Горошины из стручков были посажены. На первый взгляд они развиваются так же, как другие сорта гороха. Но поскольку это только первое поколение гибридных отпрысков, их внешний вид, когда они достигнут максимума роста, покажет, насколько верен традиционный взгляд ботаников на наследование, характерный для них тогда и еще долгое время после. Традиционно считалось, что признаки гибридов представляют собой усредненные признаки родительских растений. Мендель полагал совершенно иначе и даже создал теорию на этот счет.

Мендель предположил, что простой признак регулируется двумя частицами (сегодня мы зовем их генами). Каждый родитель привносит одну из двух частиц. Если две частицы, или два гена, разные, один будет доминантным, а другой рецессивным. Скрещивание длинностебельного гороха с короткостебельным — это первый шаг к доказательству верности утверждения. И — о чудо! — первое поколение гибридов было высокостебельным. В терминах современной генетики признак «высокостебельный» — доминирующий по отношению к признаку «короткостебельный». Неверно, что гибриды получаются усредненной длины, все они высокие растения.

Теперь второй шаг: нас ждет второе поколение гибридов. На сей раз позволим растению самоопылиться и посадим семена. Удивительно, но семена гибридов дали разные всходы: значительная (хоть и меньшая) часть получилась низкостебельной. Мендель предполагал, что это соотношение можно вычислить. Ведь если он был прав, то каждый гибрид первого поколения несет в себе один доминантный и один рецессивный ген. В одном из четырех случаев должны встретиться два рецессивных гена, значит, одно из четырех растений должно быть короткостебельным. Эксперименты Менделя полностью подтвердили это предположение. В науке такое соотношение ассоциируется с Менделем, потому что именно он впервые описал, что:

Из 1064 растений 787 экземпляров имели длинный стебель, а 277 — короткий. Следовательно, соотношение — 2,84:1… Если свести воедино результаты всех экспериментов, то обнаруживается, что в среднем между количеством форм с доминантным и рецессивным признаком существует соотношение 2,98:1, или 3:1.

Теперь ясно, что гибриды образуют семена, имеющие дифференцирующий признак. Из них во втором поколении одна часть растений наследует гибридную форму, другая половина сохраняет доминирующий или рецессивный тип (соответственно), которые распределяются между растениями в равном количестве.

Мендель опубликовал результаты своих наблюдений в 1866 году в журнале общества естествоиспытателей города Брно. Публикацию прочли и… тут же забыли. Никто не понял ее значимости. Не дали результата и обращения к светилам науки. Например, Карл Негели — просвещенный ученый и очень отзывчивый человек — остался равнодушным к открытию Менделя. Конечно, если бы Мендель профессионально занимался наукой, он бы опубликовал свои исследования, во-первых, во Франции и Великобритании, а во-вторых, в более известных изданиях. Он пытался связаться с учеными из других стран, направляя им экземпляры своей статьи, но у неизвестной статьи из неизвестного журнала всегда мало шансов. Однако в 1868 году, через два года после этой публикации, жизнь Менделя круто переменилась: он был избран аббатом Старобрненского монастыря. До конца жизни он оставался настоятелем обители, исполняя свои обязанности с похвальным рвением и невротической тщательностью.

Он написал Негели, что надеется продолжить эксперименты, но теперь он мог разводить только пчел. Менделю всегда было боязно перейти от опытов с растениями к экспериментам над животными. И снова невероятная научная удача столкнулась с катастрофическим практическим невезением Менделя: он вывел гибридный штамм пчел, которые давали отличный мед, но, увы, они были невероятно свирепы и жалили всех, кто попадался им на пути в радиусе нескольких километров. По требованию местных жителей пчелы были уничтожены.

В последующие годы Мендель больше внимания уделял налоговым проблемам монастыря, чем религиозному лидерству. Есть основания предполагать, что тайная полиция императора считала Менделя крайне неблагонадежной фигурой. Чиновники догадывались, что под одеждой настоятеля кроются горячее сердце и свободные, дерзкие мысли.

Меня же восхищает интеллектуальная мощь Менделя. Никто не стал бы проводить такие эксперименты, если бы четко не представлял себе, какой ответ желает получить. Это настолько удивительно, что я решил посвятить феноменальной одаренности Менделя полную главу, которую непременно завершу стихами.

Во-первых, практический момент. Мендель выбрал семь признаков, отличающих один сорт гороха от другого. И действительно, у гороха семь пар хромосом, так что можно протестировать семь разных свойств генов, опирающихся на семь разных хромосом. Вы не можете протестировать восемь разных свойств, потому что начнутся частичные совпадения. Что удивительно, Мендель сделал это в то время, когда никто не слышал ни о хромосомах, ни тем более о генетических связях.

Можно стать аббатом монастыря, можно быть избранным божественной волей, но вряд ли вам может так повезти случайно. Мендель, должно быть, много наблюдал и экспериментировал, прежде чем приступить к работе, чтобы убедиться в том, что семь признаков — это как раз то число, которое его устроит. Здесь мы можем проникнуть в тайну его грандиозного ума, который проявляется на каждой странице его рукописи — в алгебраической символике, статистике, в ясной стилистике. Все свойственное современной генетике делал более ста лет назад человек, умерший в безвестности.

И этого безвестного человека вдохновляла одна критически важная идея о том, что признаки расходятся по принципу «всё или ничего». Мендель утверждал это в то время, когда крупные биологи придерживались аксиомы, что скрещивание ведет к гибриду, имеющему усредненные признаки родителей. Едва ли можно предположить, что никто никогда не получал рецессивных признаков. Однако, скорее всего, их отбрасывали как слабое звено, потому что придерживались мнения, что наследственность должна идти по пути усреднения.

Где Мендель мог взять модель наследственности «всё или ничего»? Я, конечно, не знаю точно, но позволю себе предположить, что существует одна вещь (и известна она с незапамятных времен), которая настолько банальна, что ученый не станет тратить на ее изучение свое драгоценное время. Она может заинтересовать только ребенка или монаха. Я имею в виду секс — модель поведения, которую постоянно демонстрируют представители противоположных полов в природе. Животные вступают в сексуальные связи в течение миллионов лет, но никогда не производят монстров или гермафродитов. Результатом соитий становятся самцы и самки. Мужчины и женщины любят друг друга в течение миллиона лет, и все это время рождаются мальчики и девочки. Таким образом, Мендель увидел, что представитель одного типа, вступая в связь с представителем другого, либо передает все свои признаки, либо не передает ничего. Это, судя по всему, Мендель понял до начала экспериментов, потому что во всех его опытах прослеживается стремление установить этот фундаментальный принцип генетики.

Я думаю, что монахи это знали. Думаю, им не нравилось, чем Мендель занимался. Думаю, епископу, возражавшему против селекции гороха, это не нравилось. Церковники вообще в штыки воспринимали интерес монаха к новой биологии, и в частности к Дарвину, труд которого очень вдохновлял Менделя. Конечно, революционно настроенные чешские коллеги, многих из которых он приютил в монастыре, обожали его до конца жизни. Когда в 1884 году Мендель умер в возрасте 62 лет, на его похоронах играл на органе Леош Яначек, великий чешский композитор. Однако монахи избрали нового аббата, который поспешил сжечь все бумаги Менделя, хранившиеся в монастыре.

В результате об открытии Менделя забыли почти на тридцать лет, пока в начале XX века несколько ученых независимо друг от друга не совершили его заново. Так и получилось, что имя и открытие Менделя принадлежат вопреки исторической точности нынешнему столетию, когда генетика на равных вошла в систему естественных наук.

Итак, начнем с самого начала. Жизнь на Земле продолжается свыше трех миллиардов лет. Две трети этого времени организмы размножались путем деления клеток. Потомство мало отличалось от родительских организмов, новые формы появлялись лишь в редких случаях — в результате мутаций. По этой причине эволюция шла очень медленно. Первыми половым путем начали размножаться, по всей видимости, зеленые водоросли. Это произошло около миллиарда лет назад. Половое размножение началось с растений, потом к ним присоединились животные. С тех пор оно стало нормой и для флоры, и для фауны, и мы определяем два вида как разные, если их особи не могут скрещиваться между собой.

Разделение на два пола — залог вариативности и движущая сила эволюции. Ускорение эволюции привело к существованию потрясающего разнообразия видов — их форм, окраски и поведения. Еще одна функция, которая возложена на оба пола, — формировать индивидуальные различия внутри видов. Все это стало возможно благодаря появлению двух полов. Действительно, распространение полового поведения в биологическом мире само по себе служит лучшим доказательством того, что виды путем селекции адаптируются к меняющимся условиям внешней среды. В половом размножении не было бы необходимости, если бы особи одного вида могли иным путем наследовать изменения, приобретенные в ходе развития. Ламарк в конце XVIII века предлагал такую наивную модель наследования, но если бы она существовала, то скорее основывалась бы на делении клеток.

Два — волшебное число. Вот почему выбор сексуального партнера и ухаживания важны для самых разных представителей фауны. Вспомните, как эффектно павлин привлекает внимание самки. При этом половое поведение животного идеально приспособлено к его среде обитания. Если бы рыба атерина-грунион могла обойтись без естественного отбора, ей бы не пришлось танцевать на калифорнийском пляже в лунном свете. Секс — сам по себе часть естественного отбора, он выявляет наиболее приспособленных и здоровых особей. Олени-самцы дерутся насмерть не ради драки, а только чтобы отстоять право на самку. Множественность формы, цвета и поведения у людей и у животных обусловлена сочетанием генов, как правильно определил Мендель. По сути, гены растянуты вдоль хромосом, которые становятся видимыми только в процессе деления клетки.

Гены растянуты вдоль хромосом, которые становятся видимыми в процессе деления клетки.

Большие хромосомы клеток луковой шелухи.

Однако основной вопрос генетики заключается не в том, где гены расположены. Важно то, как они действуют. Каждый ген представляет собой набор нуклеиновых кислот. Там все и происходит.

Каким образом признаки передаются от одного поколения к другому, было открыто в 1953 году. Действие начало разворачиваться осенью 1951 года, когда двадцатилетний Джеймс Уотсон и тридцатипятилетний Фрэнсис Крик объединили свои усилия в Кембридже, чтобы расшифровать структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты, которую чаще для краткости именуют ДНК. ДНК представляет собой нуклеиновую кислоту, то есть кислоту в ядре клетки, и в предыдущее десятилетие уже было установлено, что нуклеиновые кислоты несут химическую информацию о наследовании от поколения к поколению. Исследователей в Кембридже и в лабораториях Калифорнии занимали два вопроса: каков химический состав? какова архитектура?

Каков химический состав? То есть каковы составные части ДНК, которые можно перетасовать и получить различные формы? Это было известно довольно хорошо. ДНК состоит из сахаров и фосфатов (без них никак, из соображений структуры) и четырех азотистых оснований. Два из них — это тимин и цитозин, они выглядят как правильные шестиугольники, образованные атомами углерода, азота, кислорода и водорода. Два других — гуанин и аденин — образованы соединенными вместе шести- и пятиугольниками. Мы представляем эти основания в виде многогранников, потому что нам важно увидеть общую форму за отдельными атомами.

Какова архитектура? То есть какова структура оснований ДНК, которая дает ей способность нести разнообразную генетическую информацию? Здание не груда камней, а молекула ДНК не нагромождение оснований. Она представляет собой длинную, но довольно ригидную цепочку — что-то типа органического кристалла — и имеет винтовую (спиралевидную) форму. Может ли ДНК содержать две, три или четыре спирали? Мнения ученых разделились: одни утверждали, что ДНК состоит из двух цепочек, другие настаивали на трех. В конце 1952 года великий гений структурной химии Лайнус Полинг, работавший в Калифорнии, предложил модель ДНК, состоящую из трех спиралей. Сахара и фосфаты образуют несущую конструкцию, а основания торчат во всех направлениях. Статья Полинга попала в Кембридж в феврале 1953 года. Крику и Уотсону сразу стало очевидно, что в ней что-то не так.

Возможно, Джим Уотсон хотел упростить модель или сыграла роль его несговорчивость, но он решил, что спиралей должно быть две. После визита в Лондон:

Я вернулся в колледж, перелез через задние ворота и решил построить модель ДНК с двумя цепочками. Фрэнсису пришлось согласиться. Конечно, он был физик, но знал, что значимые биологические объекты обычно существуют парами.

Причем они создавали структуру, которая имела бы внешний остов: нечто вроде винтовой лестницы, которую сахара и фосфаты удерживают как перила. Они много экспериментировали, чтобы понять, как основания образуют ступеньки в этой модели. И затем, после одной особенно грубой ошибки, все вдруг стало очевидным:

…я поднял глаза, увидел, что это не Фрэнсис, и снова начал раскладывать основания так и эдак. И вдруг я заметил, что пара аденин — тимин, соединенная двумя водородными связями, имеет точно такую же форму, как и пара гуанин — цитозин, тоже соединенная по меньшей мере двумя водородными связями.[13]

Конечно: на каждой ступени лестницы должны быть малое основание и большое основание, но не любое большое основание. Тимин должен идти в паре с аденином, а если у вас цитозин, то он дополняется гуанином. Основания соединяются в пары и определяют друг друга.

Итак, модель молекулы ДНК — это винтовая лестница. Закручивающаяся вправо спираль, в которой каждая ступень одинакового размера, расположена на одинаковом расстоянии от следующей и повернута относительно другой на 36°. И если цитозин на одном конце ступеньки, то на другом обязательно будет гуанин, и также обстоят дела с другой парой. Это означает, что каждая половина спирали несет полную информацию, так что в некотором смысле вторая является излишней.

Давайте построим молекулу на компьютере. Схематично это пары основ, пунктирные линии между концами — это водородные связи, удерживающие два основания вместе. Начнем с самой первой ступени, которую поместим в левом нижнем углу экрана, и будем постепенно, ступенька за ступенькой, выстраивать молекулу ДНК.

Вторая пара может быть того же вида, что и первая, а может быть противоположного рода и смотреть в ту или другую сторону. Ставим ее над первой парой и поворачиваем на 36°. Ко второй паре добавляем третью, к ней — четвертую и так двигаемся далее.

Эти ступени — код, который диктует клетке, шаг за шагом, как строить жизненно важные белки. Ген формируется у нас на глазах: перила из сахаров и фосфатов прочно, с каждой стороны держат винтовую лестницу. Спиральная молекула ДНК — это ген, ген в действии, а ступеньки — это его шаги.

Над подобным описанием молекулы ДНК Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик работали восемнадцать месяцев. Когда работа была завершена, 2 апреля 1953 года они отправили в редакцию журнала Nature статью. По оценкам Жака Люсьена Моно, Института Пастера в Париже и Института Солка в Калифорнии, статья Уотсона и Крика содержит:

фундаментальный биологический инвариант молекулы ДНК. С момента открытия Менделем гена как носителя наследственных признаков и выполненного сначала Эйвери, затем Херши описания его химической идентификации, установленная Уотсоном и Криком структурная основа клетки ДНК, без всякого сомнения, является наиболее важным открытием, когда-либо сделанным человечеством в области биологии. К таким открытиям, конечно, необходимо добавить теорию естественного отбора, которая убедительно была доказана только в результате более поздних открытий.

Модель ДНК легко поддается процессу репликации, который еще более важен для жизни, чем половое размножение. При делении клетки две спирали расходятся. К каждому основанию пристраивается другое комплементарное (дополняющее его) основание. В двойной спирали есть избыточность, и она важна: каждая половина несет всю информацию, или инструкцию, когда клетка делится. Магическое число «два» в ДНК становится средством, с помощью которого клетка в момент деления передает свою идентичность.

При этом спираль ДНК не окаменелость, не памятник, она — живая ячейка, сохраняющая и передающая потомкам пошаговую инструкцию о том, как следует жить. Иначе говоря, жизнь идет по расписанию, а ступени ДНК шифруют последовательность событий. Клетка считывает ступени одну за другой, последовательность из трех ступеней — это сигнал для клетки к созданию еще одной аминокислоты. Формируемые по порядку аминокислоты составляют в клетке белок — главный строительный материал жизни.

Каждая клетка организма способна воссоздать весь организм. Исключение составляют сперматозоиды и яйцеклетки из-за их неполноты: они несут только половину от общего числа генов. Когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, гены сходятся парами, как и предсказывал Мендель. Такая яйцеклетка становится полноценной и является моделью для любой другой клетки организма, так как каждая клетка образуется путем деления оплодотворенной яйцеклетки. Как появившийся из яйца цыпленок, любое животное всю жизнь несет в себе наследство оплодотворенной яйцеклетки.

По мере развития эмбриона клетки обретают специализацию. Закладываются клетки нервной системы вдоль примитивной пластинки. Скопления клеток по обеим сторонам формируют остов. Образуются разные клетки: нервные, мышечные, соединительная ткань (связки и сухожилия), кровь, кровеносные сосуды. Специализация клеток закономерна, потому что продиктована инструкциями ДНК. Согласно этой информации каждая конкретная клетка будет производить белки, необходимые для функционирования этой и никакой другой клетки. Это ДНК в действии.

Ребенок индивидуален с момента своего рождения. Гены, полученные им от обоих родителей, делают его уникальным. Ребенок наследует дары от обоих родителей, и по счастливой случайности эти дары соединились в новый и оригинальный организм. Но ребенок не раб наследования: то, каким образом раскроются его врожденные качества, зависит от него самого.

Ребенок неповторим. Пчела — нет, так как трутень представляет собой один экземпляр из целой серии идентичных реплик. В любом улье матка — единственная размножающаяся самка. Она спаривается с трутнем на лету, забирая у него все сперматозоиды. После спаривания самец умирает. Если самка откладывает оплодотворенное яйцо, из него выходят рабочие пчелы, женские особи. Из неоплодотворенного яйца выходит трутень, самец. Своего рода непорочное зачатие. В улье царит тоталитарный рай, где жизнь идет по раз и навсегда установленному порядку. Пчелы не стремятся к разнообразию, которое управляет жизнью высших животных и человека и меняет их.

Мир, похожий на пчелиный, можно создать и среди высших животных, и даже среди людей. Это называется клонированием — колония идентичных существ выращивается из родительской клетки. Рассмотрим это на примере аксолотля — личинки, которая достигает половой зрелости на ранних стадиях развития. Выберем аксолотля с ярким окрасом. Теперь заберем у самки некоторое число яйцеклеток и вырастим эмбрион. Затем извлечем из эмбриона сколько-то клеток. Неважно, из какого места эмбриона мы их взяли, генетически они идентичны, и каждая клетка способна вырасти в полноценное животное.

Мы собираемся вырастить идентичных животных, одно животное из каждой клетки. Нам нужен носитель для этого — подойдет любая самка аксолотля, пусть она будет белая. Заберем у нее несколько неоплодотворенных яйцеклеток, разрушим в них ядра и заменим их фрагментами яйцеклеток выбранной нами пятнистой самки. Теперь посмотрим, как они будут развиваться внутри утробы суррогатной мамы.

Почти все детеныши аксолотля, полученные клонированием, появятся на свет в одно и то же время. Процесс их внутриутробного развития будет идти абсолютно одинаково: сначала внедренная в личинку яйцеклетка займется активным делением. На следующем этапе яйцо превратится в теннисный мяч и вывернется наизнанку. Каждая яйцеклетка развивается в животное, всегда пошагово: строгий мир, в котором объекты подчиняются каждой команде одинаково и в одинаковый момент, кроме одной яйцеклетки, оказавшейся нежизнеспособной. И вот мы получили клонов аксолотля, каждый из которых является точной копией родителя и результатом непорочного зачатия, как трутень.

Должны ли мы клонировать людей, создавая копии красивой матери или умного отца? Конечно, нет. Я считаю, что разнообразие — это дыхание жизни, и мы не имеем права отказываться от него ради какой-то одной формы, как бы она нам ни нравилась. Клонирование приведет к обратному результату — к застою, который будет работать прежде всего против человеческого творчества. Эволюция же таит в себе самый безграничный потенциал разнообразия, и наиболее полно это разнообразие проявляется в человеке. Каждая попытка упорядочить процесс эволюции, сделать ее плоды запрограммированными, управляемыми, биологически, эмоционально и интеллектуально равными означает предательство, отказ от эволюционного толчка, который сделал человека человеком.

И всё же странно, что мифы древних культур о возникновении человека воплощают тоску человечества по родовому клонированию. Упоминание о сексе в них как будто избегается. Например, Еву клонируют из ребра Адама, а Сын Божий рождается в результате непорочного зачатия.

Еву клонировали из ребра Адама.

Андреа Пизано. «Сотворение Евы».

К счастью, мы вовсе не идентичные копии друг друга. У человека высокая половая дифференциация. Женщина всегда готова отозваться, у нее всегда есть грудь, она активно выбирает сексуальных партнеров. Яблоко Евы, так сказать, оплодотворило человечество, ну или подарило ему развлечение на весь период его существования.

Сексуальное поведение у человека совсем не такое, как у животного, и носит особый характер. Возьмем один самый простой и приземленный критерий: мы — единственный вид из всех живых существ на Земле, чьи самки способны испытывать оргазм. Живительно, но это так. Данная особенность означает, что у нас, у людей, между мужчинами и женщинами существует гораздо меньше различий, чем у животных. Например, в поведении мужских и женских особей горилл и шимпанзе различия очевидны. Если охарактеризовать человеческий род на языке биологии, его представителей отличает очень малый половой диморфизм.

Понимание этой характеристики выходит за рамки биологии. Оно находится на стыке биологии и культуры, которая отмечает симметрию в сексуальном поведении мужчин и женщин. По-моему, факт поразительный, но очевидный. Мы, люди, — единственный вид, представители которого во время соития используют позу лицом к лицу, это универсальная особенность для всех культур. На мой взгляд, это — выражение равенства полов, которое имело большое значение в эволюции человека, начиная с австралопитеков и первых производителей орудий труда.

Почему я так думаю? Нам нужно кое-что прояснить. Нам нужно объяснить скорость эволюции человека за один, три, ну пускай пять миллионов лет. Это очень быстро. Естественный отбор в животном мире протекает гораздо медленнее. Мы, гоминиды, сами сформировали для себя принцип селекции — им стал половой отбор. Этот принцип сохранился до наших дней: женщины выходят замуж за мужчин, которые интеллектуально похожи на них, мужчины руководствуются тем же критерием. И если эти предпочтения действительно уходят корнями в глубину истории человечества, значит, отбор, основанный на навыках, всегда был важен для обоих полов.

По моему мнению, как только далекие предки человека научились ловко пользоваться руками, изготовляя инструменты, и мозгами для их проектирования, ловкие и умные получили селективное преимущество. Они могли привлечь больше партнеров и родить и накормить больше детей. Если мое предположение верно, то это объясняет, как умелые и хорошо соображающие особи так быстро продвинули биологическую эволюцию человека. И даже в его биологической эволюции им двигал культурный талант человека. Он выразился в способности людей изобретать инструменты и строить совместные планы. Я думаю, что наш культурный талант по-прежнему выражается в заботе о ближних, помощи им, поддержании родства и общинности.

Однако если бы половой критерий отбора был единственным, то человечество имело бы более скудные и однородные характеристики, чем те, которыми мы обладаем сегодня. Как же мы этого избегаем? Благодаря феномену, который получил название культурное табу. В каждой культуре есть система социальных мер, помогающих сохранять биологическое разнообразие. Наиболее значимой из всех считается запрет на инцест (он распространяется на всех людей, кроме венценосных особ). Он предотвращает, например, соитие пожилых самцов с молодыми родственными самками, как это происходит, скажем, в семействах обезьян.

По этим причинам я считаю, что серьезный подход к выбору партнера стал для человечества главной селективной силой, благодаря которой мы очень быстро прошли столь сложный путь развития. Ухаживания, взаимная нежность, ожидание брака, подготовка к свадьбе и знакомство семей — все эти действия и поступки являются доказательством того, какое значение мы уделяем скрытым качествам партнера. В каждой культуре эта процедура проходит по своим правилам. Крайне редко встречаются некоторые универсальные обряды и маркеры, общие для всех народов. Иначе говоря, мы существуем как культурный вид. Я уверен, что внимание, уделяемое нами выбору сексуального партнера, помогло нам сохранять индивидуальность и общее видовое разнообразие.

Большая часть сюжетов мировой литературы, других видов искусства посвящены изучению темы выбора: мальчик встречает девочку. Мы привыкли думать об этом как о сексуальном влечении, не нуждающемся в дополнительных разъяснениях. Однако я не согласен. Напротив, это говорит о том, как осторожен человек в момент выбора супруга, с которым он будет готов продолжить свой род. Вполне возможно, что впервые мужское и женское начало проявилось, скажем, у зеленой водоросли. Однако инструментом восхождения человечества, основой его культурной эволюции секс стал благодаря усилиям самого человека.

Половое размножение впервые появилось у водорослей.

Клетка зеленой водоросли (спирогира) в процессе слияния. Предки этого вида впервые в истории жизни на Земле образовали слияние клеток для формирования оплодотворенных яйцеклеток.

Иными словами, духовное родство и плотскую любовь разделить невозможно. Но об этом лучше не скажешь, чем написал Джон Донн в своей поэме «Экстаз». Я процитирую только восемь строк из почти восьмидесяти:

Весь день мы не меняли поз И не промолвили ни слова. Но почему так долго терпят Печальные тела? Смогу ли впасть в экстаз, преодолеть смущение И прокричать, что я люблю! Любовные тайны в душе растут, Но однажды тело эти тайны покажет…

Глава 13. Долгое детство

Последнюю главу я хочу начать с путешествия в Исландию — в страну с самой древней в Северной Европе демократией. В естественном амфитеатре — исторической долине Тингведлир, в которой никогда не было никаких построек, — собирался альтинг (всеобщий совет скандинавов Исландии), где ежегодно обсуждались основные проблемы и принимались законы. Это началось в 900-х годах до н. э., до христианства, в то время, когда Китай представлял собой огромную империю, а Европа — множество раздробленных и постоянно враждующих между собой княжеств, которыми управляли удельные князьки и феодалы-разбойники. Вот так зарождалась демократия.

Однако здесь, в Исландии, холодной и туманной стране, происходило нечто весьма примечательное. Она была выбрана, так как здесь земледелец, убивший раба и отнявший у него имущество, объявлялся вне закона. Весьма редкий пример справедливого правосудия в рабовладельческом обществе. Справедливость — понятие универсальное для всех культур. Однако соблюдать ее нелегко, потому что человек существует между стремлением к ней, собственными желаниями и социальной ответственностью. В мире животных подобной проблемы не существует, потому что представители фауны бывают либо общественными, либо одиночными по своей природе. Человек же — социальный одиночка. На мой взгляд, это его уникальная биологическая характеристика. Она очень меня привлекает, и я хотел бы обсудить ее в этой главе.

Странно думать, что стремление к справедливости — биологическая особенность человека. И все же именно эта идея заставила меня отказаться от физики в пользу биологии, убедила меня в том, как важно изучать человеческую жизнь, человеческий дом, чтобы понять биологическую уникальность людей.

Разумеется, к биологии традиционно подходят иначе: изучается сходство между человеком и животными, которое считается доминирующей чертой. Еще в 200 году до н. э. Клавдий Гален, античный классический ученый, врач изучал предплечье. Какой делал это? Очень просто: он препарировал предплечье берберийской обезьяны. Бот с чего необходимо начинать — нужно обязательно собрать доказательную базу на животных, прежде чем возникнет какая-либо теория эволюции. И сегодня замечательные работы Конрада Лоренца, посвященные поведению животных, заставляют нас искать аналогии между уткой, тигром и человеком, а труды по психологии Б. Ф. Скиннера — задуматься, чем человек похож на голубей и крыс. Все эти книги рассказывают нам кое-что о человеке, но не способны раскрыть всего. В человеке должно быть что-то уникальное, в противном случае утки бы рассказывали нам о Конраде Лоренце, а крысы написали книгу о Скиннере.

Давайте не будем ходить вокруг да около. Конь и всадник имеют множество близких анатомических особенностей. Однако именно человек едет на лошади, а никак не наоборот. Всадник — очень хороший пример того, о чем я хочу сказать, еще потому, что человек не рожден для того, чтобы ездить на лошади. В нашем мозге нет центров, которые бы заставляли нас седлать коней. Верховая езда появилась сравнительно недавно — менее пяти тысяч лет назад. Тем не менее она оказала огромное влияние на нашу социальную структуру.

Ездить на лошади человеку позволяет пластичность поведения. Это то, что нас характеризует. Разумеется, она находит отражение в социальных институтах, но я прежде всего вижу ее в книгах, потому что они — постоянный результат работы разума. Я воспринимаю их как память о людях, которые меня вдохновляют: Исааке Ньютоне, великом человеке, возглавлявшем Королевское научное общество в начале XVIII века, и Уильяме Блейке, написавшем «Песни невинности» в конце XVIII века. Оба они воплощают в себе две стороны одного великого разума, и оба являются видоспецифичными, как выразились бы биологи, изучающие поведение.

Как это можно представить легче всего? Тут мне помог художник, который оформлял недавно написанную мной книгу «Идентификация человека». Самое интересное, что до выхода ее в тираж я не видел обложку, мы с художником не общались. И все-таки художник абсолютно точно понял, что я имел в виду, и поставил на обложку рисунок мозга и Мону Лизу. Он наложил эти изображения одно на другое, отразив то, о чем говорится в книге. Человек уникален не потому, что он занимается наукой или искусством, а потому, что наука и искусство в равной степени отражают изумительную пластичность его ума. Мона Лиза — очень хороший пример, потому что, в конце концов, чем занимался да Винчи большую часть своей жизни? Он рисовал анатомические рисунки, такие как эмбрион внутри утробы матери, который хранится в Виндзорской королевской коллекции. А пластичность поведения как раз и закладывается у человека во внутриутробном периоде.

Пластичность поведения закладывается у человека во внутриутробном периоде.

Леонардо да Винчи. «Эмбрион человека» (анатомический рисунок).

У меня есть предмет, который я храню как сокровище: слепок черепа младенца, родившегося два миллиона лет назад, — «ребенка из Таунга». Конечно, этого ребенка нельзя назвать человеком в полной мере. И все же, если она, — а я думаю о ребенке как о девочке, — прожила бы достаточно долго, то вполне могла бы стать моим предком. Что отличает ее маленький мозг от моего? Прежде всего размер. Если бы она выросла, ее мозг весил бы, вероятно, чуть больше половины килограмма. Мой мозг, если предположить, что он имеет средний современный размер, потянет на полтора килограмма.

Человек уникален не потому, что он занимается наукой или искусством, а потому, что наука и искусство в равной степени служат выражением изумительной пластичности его ума.

Но фотографии — Джейкоб Броновски. В руках он держит слепок черепа «ребенка из Таунга». На столе перед ученым лежит его книга «Идентичность человека». Снимок сделан у него дома в Ла-Холья, Калифорния, 1973 год.

Я не стану рассуждать о нейронных структурах, об односторонней проводимости в нервных тканях или даже о старом мозге и новом. Мозгом обладают люди и многие животные. Я собираюсь поговорить о том, как он, этот орган, определяет специфику человеческого поведения.

Первый вопрос, который мы часто задаем: похож ли человеческий мозг на компьютер, только очень сложный? Конечно, художники склонны сравнивать мозг с компьютером. Так, на портрете доктора Броновски, созданном Терри Даремом, изображены символы спектра и компьютера, потому что художник представлял себе мозг ученого. Безусловно, это глубочайшее заблуждение. Если бы мой мозг был компьютером, то у меня всегда был бы наготове составленный раз и навсегда набор действий, постоянный, негибкий алгоритм.

Кстати, приведу очень красивый пример поведения голубей в брачный период, описанный в работе моего друга Дэна Лермана. Если самец воркует правильно, если он правильно отвешивает поклоны и выписывает круги, то самку взрывает от переизбытка гормонов и она становится подругой этого голубя и строит идеальное гнездо. Ее движения точны, но они не выучены, а потому неизменяемы. Им в их голубином детстве никто не давал кубиков и не учил строить гнездо. Однако обучение человека строительству без кубиков немыслимо, потому что из детей, складывающих башенки, вырастают мастера, которые построят Парфенон и Тадж-Махал, поднимут купола на мечеть в Сольтании, возведут Уоттс-Тауэрс в Лос-Анджелесе, построят Мачу-Пикчу и Пентагон.

Мы, люди, — не компьютеры, которые следуют программам, заложенным в них. Если уж и называть нас машинами, то самообучающимися, которые фиксируют каждый новый навык, каждое новое знание в мозге. Таким образом, мозг не просто увеличился в ходе эволюции в два или три раза, увеличились конкретные области, которые управляют рукой, речью, предвидением и планированием. Давайте рассмотрим каждую из этих областей по отдельности.

Рассмотрим сначала руку. Эволюция современного человека, безусловно, началась с развития руки и отбора мозга, лучше адаптированного к манипулированию рукой. Мы получаем удовольствие от своих действий. Для художника навсегда рука остается одним из основных символов: рука Будды, например, наделяет человека человечностью, бесстрашием. Но и для ученого рука имеет особое значение: только у людей большой палец противопоставлен остальным. Ну да, у обезьян тоже. Но мы можем соединить большой палец с указательным, и это только человеческий жест.

Мы можем соединить большой палец с указательным, и это только человеческий жест.

Альбрехт Дюрер. Автопортрет.

Мы можем это сделать, потому что область мозга, управляющая жестами, невероятно велика. Ее размер я опишу сравнением: манипулируя большим пальцем, мы задействуем больше серого вещества, чем когда полностью контролируем движения грудной клетки и брюшной полости.

Помню, как я, будучи молодым отцом, на цыпочках подошел к колыбели моей первой дочери (ей было четыре или пять дней) и подумал: «Какие чудесные пальчики. Каждый совершенен от ладошки до ноготочка. Я бы не смог придумать такую вещь даже за миллион лет!» Но именно миллион потребовался природе, чтобы рука пробудила мозг, а тот отреагировал и начал управлять ее движениями. Сегодня манипуляциями пальцев и всей руки руководит совершенно определенная область мозга, расположенная ближе к макушке.

Рассмотрим следующую область мозга, отвечающую за речь. Эта часть еще более специфическая — ее не существует у животных. Она локализуется в двух связанных участках мозга: один расположен рядом со слуховым центром, а второй лежит выше и спереди, в лобных долях. Определяет ли наличие этих центров способность человека говорить? В каком-то смысле. Если бы речевые центры были нарушены, мы не смогли бы говорить. Нужно ли учить человека говорить? Конечно. Например, я говорю на английском только с тринадцати лет, но я не смог бы выучить этот язык, если бы меня не научили говорить на родном. Я говорю по-английски, потому что с двух лет говорю по-польски. Сейчас я не смогу вспомнить ни одного польского слова, но в детстве я выучил язык. Значит, еще одним волшебным даром стала способность мозга к обучению.

Своеобразие речевых областей заключается еще вот в чем. Хотя человеческий мозг состоит из двух полушарий, они не симметричны. Нам известно, что люди бывают и правшами, и левшами. Речь же от этого не зависит, ее почти всегда контролирует левое полушарие. Правда, из правила существуют крайне редкие исключения, ведь есть люди, у которых сердце находится с правой стороны. Однако эти случаи погоды не делают: речью управляет левое полушарие. А что находится в соответствующих областях правого полушария? Точно мы до сих пор не знаем. Мы не знаем точно, чем заняты регионы правого полушария, которые в левом отданы речи. Внешне это выглядит так, как будто правое полушарие принимает визуальный сигнал — карту двумерного мира, воспринимающуюся сетчаткой, — и преобразует в трехмерную картину. Если такое предположение верно, то очевидно, что речь также является способом разложить мир на части, а затем собрать его снова.

Умение анализировать свой опыт, систематизировать его — еще одна специфическая способность человека, которую контролирует его головной мозг. Эту функцию выполняет префронтальная кора головного мозга. Я, как и любой человек, являюсь яйцеголовым, потому что так устроен мозг. И напротив, «ребенок из Таунга» имеет довольно покатый лоб.

Чем именно занята префронтальная кора, представляющая собой переднюю часть лобных долей? Она выполняет несколько функций, среди которых есть одна крайне важная и специфическая. Она позволяет вам продумывать будущие действия и дожидаться вознаграждения. В 1910 году Уолтер Хантер провел несколько красивых экспериментов по поводу отложенного вознаграждения. В 1930 году его выводы подтвердил и углубил Джекобсен. Что сделал Хантер: он показывал крысе лакомство и прятал его. Если крысу отпустить сразу же после того, как угощение было спрятано у нее на глазах, она находит его немедленно. Если же задержать крысу на несколько минут, то она забывает место, куда спрятана ее любимая еда.

Пяти-шестилетние дети, конечно, вели себя совершенно иначе. Им также показывали любимые сласти, которые затем прятали, показав малышам место. Затем детей задерживали на полчаса-час. Особенно позабавила Хантера маленькая девочка, которую он пытался удержать и долго разговаривал с ней. Наконец, юная особа не вытерпела и заявила: «Я думаю, вы просто хотите, чтобы я забыла, где спрятаны конфеты».

Способность планировать действия, вознаграждение за которые будет еще не скоро, в психологии получила название «отложенное вознаграждение». Это главный дар, которым наделила природа человека, но которого нет у животных, не достигших достаточно высокого уровня развития, как это случилось с нашими родственниками — обезьянами. Для человека понятие отложенного удовольствия означает, что мы можем откладывать принятие решений. В этом смысле я не согласен с психологами и социологами. Я считаю, что мы откладываем решение, чтобы накопить достаточно необходимых знаний. Может, мое мнение покажется вам удивительным, но именно так мы поступаем в детстве, отрочестве и юности.

Я хочу сделать акцент именно на слове «решение» в его буквальном смысле. Какая самая известная трагедия из всех написанных на английском языке? «Гамлет». О чем эта пьеса?

Она о весьма сложной ситуации, в которой оказался молодой человек, почти мальчик. Он сталкивается с необходимостью принять первое большое решение — страшное решение: Гамлет должен отомстить убийце своего отца. Тщетно Призрак погибшего отца подталкивает принца к этому, повторяя: «Месть, месть, месть!» Дело в том, что Гамлет еще не дозрел для такого поступка. И вся пьеса — это бесконечное откладывание решения и борьба с собой.

Кульминацией пьесы становится середина третьего акта, когда Гамлет слышит откровенную молитву своего дяди-короля, который признается в совершенном преступлении. Что делает Гамлет? Он заявляет: «Теперь свершить бы все — он на молитве!», но не делает этого, потому что для убийства он слишком юн. В конце пьесы Гамлет умирает. Однако трагедия заключается не в том, что герой убит, а в том, что он гибнет именно тогда, когда готов стать великим королем.

Мозг человека, прежде чем стать инструментом для действий, должен был стать инструментом для подготовки к ним. В этом задействовано много всего, например лобные доли должны быть не повреждены. Но, что важнее, подготовка происходит в длинном детстве человека.

С научной точки зрения мы появляемся на свет еще эмбрионами. Возможно, именно поэтому наша цивилизация, наша научная цивилизация, со времен Ренессанса боготворит образ ребенка: Иисус-младенец на картинах Рафаэля и описания его облика в текстах Блеза Паскаля, восхищение рано проявившимся талантом Амадея Вольфганга Моцарта и Карла Фридриха Гаусса, дети как главные герои произведений Жан-Жака Руссо и Чарльза Диккенса. Я не замечал разницы нашей цивилизации с другими, пока не отправился за четыре тысячи миль от Калифорнии на остров Пасхи. Там историческая разница меня поразила.

Время от времени мыслители изобретают новую утопию: Платон, Томас Мор, Герберт Уэллс. Идея всегда заключается в том, что героический образ должен остаться, как сказал Гитлер, на тысячу лет. Однако герои, как правило, похожи на статуи с острова Пасхи с их грубыми, мертвыми чертами — да, они выглядят, как Муссолини! Но ведь это не есть суть человеческой личности, даже с позиции биологии. Человек — изменчивая, чувствительная, тонкая натура, приспособленная к различным условиям обитания. Он не статичен. Реальный образ человека — это ребенок как чудо, Богоматерь с Младенцем, Святое Семейство.

Подростком я любил по субботам после обеда прогуляться из лондонского Ист-Энда до Британского музея, чтобы в очередной раз вглядеться в статую с острова Пасхи, которая стояла перед зданием. Я в восторге от этих древних ликов. Однако, в конце концов, все они вместе взятые не стоят милой ямочки на щеке любого младенца.

Если я немного увлекся, на то есть причина. Подумайте, как взросление меняет мозг ребенка. Мой мозг весит примерно полтора килограмма, мое тело — в пятьдесят раз больше. Когда я родился, мое тельце было придатком к голове, потому что весило всего в пять-шесть раз больше мозга. Однако на протяжении почти всей истории человечество игнорировало этот свой огромный потенциал. На самом деле самое долгое детство было у нашей цивилизации, которое ушло на то, чтобы это понять.

На протяжении почти всей истории человечества от детей требовалось просто соответствовать образу взрослого. Это заметно по персидским бахтиарам, которые, как и десять тысяч лет назад, ранней весной отправляются в большой переход с пастбища на пастбище. У таких народов в глазах детей всегда прочитывается образ взрослого: девочки всегда почти готовые маленькие мамы, а мальчики — скотоводы. Дети ведут себя точно так, как их родители.

Конечно, история человечества не заключена в промежутке между кочевыми культурами и эпохой Возрождения. Человек ни на миг не прекращает своего восхождения. Однако подъемы — связанные с молодостью, талантом, расцветом искусства — чередуются с периодами, когда путь становится очень трудным.

Конечно, были великие цивилизации. Кто я такой, чтобы принижать значение культурных феноменов Египта, Индии или даже Средневековой Европы? Однако все они провалили один тест: они ограничивали свободу воображения у молодых людей. Эти цивилизации были статичны, потому что сын делал то же самое, что отец, отец продолжал дело деда и т. д. И это были цивилизации меньшинства, потому что только узкая прослойка талантливых личностей использовалась: училась читать, училась писать, изучала другой язык и ужасно медленно карабкалась по карьерной лестнице.

В Средние века сделать карьеру можно было только через церковь. Не существовало никакого иного пути для умного бедного мальчика, чтобы подняться наверх. А в конце его ждал образ Бога, который говорил: «Теперь ты добрался до последней заповеди: „Не спрашивай“».

Например, когда в 1480 году Эразм осиротел, ему оставалось только одно: подготовиться к карьере священнослужителя. Службы тогда были так же прекрасны, как и сейчас. Но жить в монастыре — значит отгородиться от знаний железной дверью. Эразм сумел преодолеть эту преграду, потому что начал вопреки запретам читать труды древнегреческих классиков и открыл для себя целый мир: «Язычник говорит это, обращаясь к язычникам, — в сердцах написал он однажды. — Но труд его открывает всеобщие идеи справедливости, святости и истины. Я с трудом сдерживаюсь, чтобы не воскликнуть: „Святой Сократ, молись за меня!“»

Всю жизнь Эразм дружил с двумя людьми: Томасом Мором из Англии и Иоганном Фробениусом из Швейцарии. Мор подарил Эразму то, что я получил, приехав в Англию, — наслаждение от общения с просвещенными умами. От Фробениуса он узнал о силе печатного слова. Семья Фробениусов в начале XVI века занималась изданием мировой классики, уделяя особое внимание медицинским трактатам. Напечатанные Фробениусами произведения Гиппократа, на мой взгляд, — одни из самых красивых книг в мире. В этом фолианте счастливая страсть печатника так же глубока, как знания автора.

Что значат эти три человека и их книги — трактаты Гиппократа, «Утопия» Томаса Мора, «Похвала глупости» Эразма Роттердамского? Для меня они — проявление демократии интеллекта, вот почему я воспринимаю Эразма, Томаса Мора и Фробениуса как гигантские фигуры своего времени. Демократия интеллекта происходит от печатных книг, а поставленные в них в 1500-х годах проблемы до сих пор бурно обсуждают студенты. Почему Томаса Мора казнили? Он умер из-за того, что король считал его мысли влиятельными. Стражем единства науки — вот кем хотел быть Мор, кем хотел быть Эразму с, кем хочет быть каждый острый ум.

Тем не менее существует вековой конфликт между интеллектуальным лидерством и гражданской властью. Какой древней, какой горькой показалась мне историческая родина, когда я шел из Иерихона той же дорогой, что и Иисус, и увидел Иерусалим на горизонте, как он видел его, отправляясь на верную смерть.

Существует вековой конфликт между интеллектуальным лидерством и гражданской властью. Какой древней, какой горькой показалась мне историческая родина, когда я шел из Иерихона той же дорогой, что и Иисус, и увидел Иерусалим на горизонте, как он видел его, отправляясь на верную смерть.

Панорамный вид на Иерусалим, Израиль.

Смерь, потому что Христос был интеллектуальным и моральным лидером, но столкнулся с государственной машиной, для которой религия была лишь средством подчинения. Иисус оказался перед выбором, с которым снова и снова сталкивается каждый лидер. Так было с Сократом в Афинах, Джонатаном Свифтом в Ирландии, Махатмой Ганди в Индии и Альбертом Эйнштейном, который отказался стать президентом Израиля.

Я упомянул Эйнштейна намеренно, поскольку он был ученым, а интеллектуальное лидерство XX века зиждется на ученых. И здесь кроется серьезная проблема, так как наука — это и источник власти, который государство хочет обуздать. Но если научный мир позволит так к себе относиться, то рухнут все надежды и убеждения XX века. Мы останемся ни с чем, так как в нашем веке убеждения могут основываться только на науке как на дани уникальности человека и гордости за его деяния.

Поясню свою мысль на конкретном примере. Идеальным воплощением вышесказанного я считаю Джона фон Неймана. Он родился в 1903 году в еврейской семье, проживавшей в Венгрии. Появись он на свет на сто лет раньше, мы бы о нем никогда ничего не услышали. Он бы посвятил свою жизнь тому, чем были заняты все мужчины в его роду, — толкованию священных книг.

С юных лет Джон фон Нейман демонстрировал незаурядные математические способности, к двадцати пяти годам он уже стал автором двух больших теоретических работ, которые принесли ему мировую известность.

Обе теории, придуманные Нейманом, так или иначе были связаны с игрой. Согласитесь, что в некотором смысле наука и даже человеческое мышление напоминают игру. Абстрактная мысль требует удивительного сочетания детства и зрелости. Тогда человек способен делать что-то без конкретной сиюминутной цели, чтобы подготовить себя к осуществлению долгосрочных стратегий и планов.

Я работал с Джонни фон Нейманом в Англии во время Второй мировой войны. Он первым заговорил со мной о своей «Теории игр» в лондонском такси — он любил рассуждать о математике в такси. И я, естественно, будучи заядлым шахматистом, горячо поддержал его: «Вы имеете в виду теорию таких игр, как шахматы?» Однако Нейман возразил: «Нет-нет! Шахматы — не игра. Шахматы — хорошо продуманная стратегия. Вы не можете продумать все варианты, но в теории должно быть решение, правильная стратегия из любой позиции. Настоящие игры совсем другие. Реальная жизнь не шахматы. Реальная жизнь — это чередование блефа, маленьких обманов и поиска ответов на вопросы: что я сделаю и для чего? что сделает другой человек и почему? Именно эти игры я имею в виду, именно вокруг этих игр я построил свою теорию».

Вот о чем его книга. Живительно было узнать из содержания толстой и умной книги под названием «Теория игр и экономическое поведение», что в ней есть глава «Покер и блеф». И уж совсем неожиданно, даже отталкивающе, увидеть, что текст пестрит уравнениями, выглядящими довольно помпезно. Но математика не может быть помпезной наукой, тем более когда ею занимаются такие быстрые и проницательные умы, как Джонни фон Нейман. На страницах его книги чистая интеллектуальная линия составляет музыкальный тон, а громоздкие уравнения — это просто оркестровка.

В последние годы жизни фон Неймана появилось то, что я называю его второй по значимости творческой идеей. Он понял, что компьютеры очень скоро станут неотъемлемой частью жизни, но одновременно с этим ученый считал, что каждый человек должен четко понимать, что реальная жизненная ситуация всегда отличается от компьютерной модели, так как не имеет точного решения, которое бывает в шахматах или в инженерных расчетах.

Я изложу выводы фон Неймана своими словами, а не в технических формулировках. Он различал краткосрочные тактики и долговременные стратегии. Тактику, по его мнению, можно просчитать довольно точно, стратегию — нельзя. Джонни математически и концептуально доказал, что, тем не менее, существуют относительно эффективные способы сформировать оптимальные стратегии.

Эти мысли фон Нейман оформил в прекрасную книгу «Компьютер и мозг», цикл Силлимановских лекций, которые он должен был прочитать в 1956 году, но был слишком болен. В этой работе он рассматривает мозг как орган, обладающий языком, на котором различные части мозга могут договориться между собой таким образом, чтобы мы могли составить план собственной жизни — то, что мы в гуманитарных науках называем системой ценностей.

О Джонни фон Неймане все вспоминают как об удивительно обаятельном, приятном и скромном человеке. К тому же я никогда не встречал человека более умного. Он был гением, то есть интеллектуалом, который ориентирован на продуцирование больших и значимых идей. Когда в 1957 году он умер, для всех нас это стало большой трагедией. Он всегда мог найти оптимальное решение. Например, во время войны мы с ним вместе работали над одной проблемой. Я не сразу сумел понять ее суть, и Джонни мне очень помог. Он, увидев мои затруднения, сразу же сказал: «О, нет-нет, так вы не увидите решения. Ваш визуальный подход здесь не годится. Абстрагируйтесь. Что происходит на этой фотографии взрыва? Первая производная тождественно обращается в нуль, поэтому видимым становится след второй производной».

Как он и сказал, это не мой способ мышления. Однако я решил последовать совету Джонни и пошел в лабораторию, чтобы еще немного поработать. Я просидел до глубокой ночи. Около полуночи ответ был найден. Я предположил, что фон Нейман уже спит, поэтому позвонил ему около десяти часов утра и сказал: «Джонни, ты был совершенно прав! У меня все получилось». В ответ я услышал недовольный голос коллеги: «Вы позвонили мне так рано, чтобы сказать, что я был прав? Пожалуйста, подождите с этим до тех пор, пока я ошибусь».

Звучит самоуверенно, но на самом деле нет. Именно так он жил. И все же есть ряд фактов, которые заставляют меня сказать, что Нейман последние годы своей жизни прожил практически впустую. Он не закончил большую теоретическую работу, которую никто за него не может завершить. А не закончил он ее, потому что перестал спрашивать себя, как другие люди смотрят на вещи.

Он стал все больше и больше работать на частные фирмы, военно-промышленный комплекс, правительство. Эта работа подняла его на вершины власти, но ни на шаг не продвинула ни в области познания, ни в постижении природы человека.

Джонни фон Нейман был влюблен в аристократию ума. Такой подход ведет к разрушению той цивилизации, которую мы знаем. Нам следует строить демократию ума. Нельзя забывать об опыте Вавилона, Египта или Римской империи, которые погибли из-за разрыва между властью и народом, между народом и правительством. Идеи и знания должны объединять людей, а не становиться инструментом, пользуясь которым меньшинство пытается управлять жизнью большинства.

Это, конечно, трудный урок. Прежде всего, разве мир, управляемый специалистами, — не то, что мы называем научным обществом? Нет. Лично я назову научным такое общество, в котором специалист справляется с заданием, например проводит электричество. При этом каждый — вы или я — должен понимать, что такое электрический свет, откуда он берется, как связаны в этом случае мозг, природа и все прочее.

Мы не смогли продвинуться в решении проблем, которые изучал Джон фон Нейман. Сможем ли мы найти основы для форм поведения, которые ценим в полноценной личности и полноценном обществе? Мы уже говорили об отложенных решениях и действиях, поняли, что биологически все они базируются на длинном периоде детства и медленном взрослении человека. Однако отложенное действие выходит за биологические рамки. Решения, которые мы принимаем, связаны с нашей системой ценностей. Она представляет собой некую общую стратегию, призванную сбалансировать противоположные импульсы. Мы не компьютеры и не можем руководствоваться исключительно готовыми алгоритмами — их недостаточно. Мы ищем основные принципы, которые управляли бы нашим поведением. Для этого человечество разрабатывает этические стратегии, или системы ценностей. Они позволяют нам оценивать, насколько полезно в дальнейшем будет то, что кажется привлекательным сейчас.

Иначе говоря, мы постоянно балансируем между знанием и незнанием. Всё восхождение человечества тянется по этой тонкой грани. Человек всегда ощущает неопределенность, независимо от того, какой стадии познания он достиг. Нам неизвестно, что ждет нас впереди, хотя благодаря физике и биологии мы многое узнали о том, кто мы такие и куда идем.

Ведь знание не просто набор сведений. В первую очередь это ответственность за то, что мы собой представляем, прежде всего в нравственном отношении. Нельзя просто позволить другим людям управлять миром, а самим жить, руководствуясь лоскутной моралью, составленной из устаревших представлений и установок. Это крайне важный вопрос. Бесполезно рекомендовать человеку изучать дифференциальные уравнения, заниматься электроникой или программированием. Но если через пятьдесят лет, начиная с сегодняшнего момента, всего понимания эволюции, истории, прогресса человечества, что есть у нас сегодня, не будет в школьных учебниках, мы перестанем существовать. Сегодняшние открытия станут хрестоматийными примерами завтра, вот как все устроено.

И все же я бесконечно опечален, что западная цивилизация сегодня погружается в пессимизм и все более склоняется к отступлению от знания. Чем общество заменяет его? Например, дзен-буддизмом, ложно глубокими вопросами («Разве мы не просто животные?»), экстрасенсорикой и мистикой. Все это никак не помогает нам дальше постигать природу человека. Мы, увлекаясь подобными теориями, забываем, что человечество — уникальный эксперимент природы, подарившей нам интеллект, который сильнее инстинктов. Знание — наша судьба. Самопознание, которое окончательно соединит опыт искусства и науки, у нас еще впереди.

Конечно, грустно говорить о великой западной цивилизации в таком ключе. Однако я не для того так страстно и восторженно рассказывал о восхождении человека, чтобы отказаться от этой идеи. Я уверен, что оно будет продолжаться. При этом совсем не обязательно, что следующий шаг сделает западная цивилизация. Мы не защищены от той же участи, что постигла Ассирию, Египет и Рим. Все мы рискуем однажды стать чьим-то прошлым.

Мы — научная цивилизация, то есть цивилизация, в которой знания и их единство играют важнейшую роль. Если мы не сделаем следующий шаг в восхождении человечества, его совершат жители Африки или Китая. Расстраивает ли меня этот факт? В целом, нет. Человечество имеет право выбирать. Англия научила меня языку и терпимости, подарила мне радость научной работы и, конечно, мне будет грустно, если через сто лет Шекспир и Ньютон станут ископаемыми в восхождении человека, как Гомер и Евклид.

Я начал эту серию в долине Омо в Восточной Африке, и я вернулся туда, потому что то, что произошло тогда, осталось в моей памяти до сих пор. Утром того дня, когда мы должны были начать съемки первой программы, со взлетной полосы поднялся легкий самолет с кинооператором и звукооператором на борту. Буквально через несколько секунд после взлета он упал. Каким-то чудом пилот и оба участника нашей группы не пострадали.

Это жуткое событие произвело на меня глубокое впечатление. Вот я готовлюсь восстанавливать картины прошлого, и вдруг вмешивается настоящее и заявляет: «Здесь и сейчас». История — это не события, а люди. Люди, которые действуют, которые превращают прошлое в настоящее. История — это моментально принятое пилотом решение, которое было бы невозможно без всех знаний и опыта человечества, всего того, чего оно достигло за время своего существования.

После этого случая мы два дня ожидали другой самолет, чтобы продолжить съемки. И как-то я спросил кинооператора, возможно, не слишком тактично, не хочет ли он, чтобы с воздуха снимал кто-то другой. Неожиданно для меня он ответил: «Я думал об этом. Конечно, я очень боюсь снова подниматься в воздух, но я обязательно сниму все, что надо. Я сделаю то, что должен».

Все мы боимся — за наш мир, за наше будущее, — такова уж природа человеческого воображения. Но каждый человек продвигается вперед, поскольку делает то, что должен, — и то же касается цивилизаций. Стремление развиваться, интеллектуальная мощь и сила духа — вот чему мы обязаны восхождением человека и вот что позволит нам подняться еще выше.

Список литературы

Глава 1

Campbell, Bernard G., Human Evolution: An Introduction to Mans Adaptations, Aldine Publishing Company, Chicago, 1966, and Heinemann Educational, London, 1967; and 'Conceptual Progress in Physical Anthropology: Fossil Man, Annual Review of Anthropology, I, pp. 27–54, 1972.

Clark, Wilfrid Edward Le Gros, The Antecedents of Man, Edinburgh University Press, 1959.

Howells, William, editor, Ideas on Human Evolution: Selected Essays, 1949–1961, Harvard University Press, 1962.

Leakey, Louis S. B., Olduvai Gorge, 1951-61, 3 vols, Cambridge University Press, 1965-71.

Leakey, Richard E. R, 'Evidence for an Advanced Plio-Pleistocene Hominid from East Rudolf, Kenya’, Nature, 242, pp. 447-50, 13 April 1973.

Lee, Richard B., and Irven De Vo re, editors, Man the Hunter, Aldine Publishing Company, Chicago, 1968.

Глава 2

Kenyon, Kathleen М., Digging up Jericho, Ernest Benn, London, and Frederick A. Praeger, New York, 1957.

Kimber, Gordon, and R. S. Athwal, 'A Reassessment of the Courseof Evolution of Wheat’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 69, no. 4, pp. 912-15, April 1972.

Piggott, Stuart, Ancient Europe: From the Beginnings of Agriculture to Classical Antiquity, Edinburgh University Press and Aldine Publishing Company, Chicago, 1965.

Scott, J. P, ‘Evolution and Domestication of the Dog’, pp. 243-75 in Evolutionary Biology, 2, edited by Theodosius Dobzhansky, Max K. Hecht, and William C. Steere, Appleton-Century-Crofts, New York, 1968.

Young, J. Z., An Introduction to the Study of Man, Oxford University Press, 1971.

Глава 3

Gimpel, Jean, Les Batisseurs de Cathedrales, Editions du Seuil, Paris, 1958.

Hemming, John, The Conquest of the Incas, Macmillan, London, 1970.

Lorenz, Konrad, On Aggression, Methuen, London, 1966.

Mourant, Arthur Ernest, Ada C. Kopec' and Kazimiera Domaniewska-Sobczak, The ABO Blood Groups; comprehensive tables and maps of world distribution, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1958.

Robertson, Donald S., Handbook of Greek and Roman Architecture, Cambridge University Press, 2nd ed., 1943.

Willey, Gordon R., An Introduction to American Archaeology, Vol. I, North and Middle America, Prentice-Hall, New Jersey, 1966.

Глава 4

Dalton, John, A New System of Chemical Philosophy, 2 vols, R. Bickerstaff and G. Wilson, London, 1808-27.

Debus, Allen G., Alchemy’, Dictionary of the History of Ideas, Charles Scribner, New York, 1973.

Needham, Joseph, Science and Civilization in China, 1–4, Cambridge University Press, 1954-71.

Pagel, Walter, Paracelsus. An introduction to Philosophical Medicine in the Era of the Renaissance, S. Karger, Basel and New York, 1958.

Smith, Cyril Stanley A History of Metallography, University of Chicago Press, 1960.

Глава 5

Heath, Thomas L., A Manual of Greek Mathematics, 7 vols, Clarendon Press, Oxford, 1931; Dover Publications, 1967.

Mieli, Aldo, La Science Arahe, E. J. Brill, Leiden, 1966.

Neugebauer, Otto Eduard, The Exact Sciences in Antiquity, Brown University Press, 2nd ed., 1957; Dover Publications, 1969.

Weyl, Hermann, Symmetry, Princeton University Press, 1952.

White, John, The Birth and Rebirth of Pictorial Space, Faber, 1967.

Глава 6

Drake, Stillman, Galileo Studies, University of Michigan Press, 1970.

Gebler, Karl von, Galileo Galilei und die Romische Curie, Verlag der J. G. Gotta schen Buchhandlung, Stuttgart, 1876.

Kuhn, Thomas S., The Copernican Revolution, Harvard University Press, 1957.

Thompson, John Eric Sidney, Maya History and Religion, University of Oklahoma Press, 1970.

Глава 7

Einstein, Albert, Autobiographical Notes’ in Albert Einstein: Philosopher-Scientist, edited by Paul Arthur Schilpp, Cambridge University Press, 2nd ed., 1952.

Hoffman, Banesh, and Helen Dukas, Albert Einstein, Viking Press, 1972.

Leibniz, Gottfried Wilhelm, Nova Methodus pro Maximis et Minimis, Leipzig, 1684.

Newton, Isaac, Isaac Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, London, 1687, edited by Alexandre Koyre and I. Bernard Cohen, 2 vols, Cambridge University Press, 3rd ed., 1972.

Глава 8

Ashton, Т. S., The Industrial Revolution 1760–1830, Oxford University Press, 1948.

Crowther, J. G., British Scientists of the 19th Century, 2 vols, Pelican, 1940-1.

Hobsbawm, E. J., The Age of Revolution: Europe 1789–1848, Weidenfeld and Nicolson, 1962; New American Library, 1965.

Schofield, Robert E., The Lunar Society of Birmingham, Oxford University Press, 1963.

Smiles, Samuel, Lives of the Engineers, 1–3, John Murray, 1861; reprint, David and Charles, 1968.

Глава 9

Darwin, Francis, The Life and Letters of Charles Darwin, John Murray, 1887. Dubos, Rene Jules, Louis Pasteur, Gollancz, 1951.

Malthus, Thomas Robert, An Essay on the Principle of Population, as it affects the Future Improvement of Society, J. Johnson, London, 1798.

Sanchez, Robert, James Ferris and Leslie E. Orgel, ‘Conditions for purine synthesis: Did prebiotic synthesis occur at low temperatures?’, Science, 153, pp. 72-3, July 1966.

Wallace, Alfred Russel, Travels on the Amazon and Rio Negro, With an Account of the Native Tribes, and Observations on the Climate, Geology, and Natural History of the Amazon Valley, Ward, Lock, 1853.

Глава 10

Broda, Engelbert, Ludwig Boltzmann, Franz Deuticke, Vienna, 1955.

Bronowski, J., ‘New Concepts in the Evolution of Complexity’, Synthese, 21, no. 2, pp. 228-46, June 1970.

Burbidge, E. Margaret, Geoffrey R. Burbidge, William A. Fowler, and Fred Hoyle, ‘Synthesis of the Elements in Stars’, Reviews of Modern Physics, 29, no. 4, pp. 547–650, October 1957.

Segre, Emilio, Enrico Fermi: Physicist, University of Chicago Press, 1970.

Spronsen, J. W. van, The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years, Elsevier, Amsterdam, 1969.

Глава 11

Blumenbach, Johann Friedrich, De generis humani varietate nativa, A. Vandenhoeck, Gottingen, 1775.

Gillispie, Charles C., The Edge of Objectivity: An Essay in the History of Scientific Ideas, Princeton University Press, 1960.

Heisenberg, Werner, ‘Uber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematikund Mechanik’, Zeitschrift far Physik, 43, p. 172, 1927.

Szilard, Leo, 'Reminiscences’, edited by Gertrud Weiss Szilard and Kathleen R. Winsor in Perspectives in American History, II, 1968.

Глава 12

Briggs, Robert W. and Thomas J. King, 'Transplantation of Living Nuclei from Blastula Cells into Enucleated Frogs’ Eggs’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 38, pp. 455-63, 1952.

Fisher, Ronald A., The Genetical Theory of Natural Selection, Clarendon Press, Oxford, 1930.

Olby, Robert C., The Origins of Mendelism, Constable, 1966.

Schrodinger, Erwin, What is Life? Cambridge University Press, 1944; new ed., 1967.

Watson, James D., The Double Helix, Atheneum, and Weidenfeld and Nicolson, 1968.

Глава 13

Braithwaite, R. B., Theory of Games as a tool for the Moral Philosopher, Cambridge University Press, 1955.

Bronowski, J., ‘Human and Animal Languages’, pp. 374-95, in To Honor Roman Jakobson, I. Mouton & Co., The Hague, 1967.

Eccles,John C., editor, Brain and the Unity of Conscious Experience, Springer-Verlag, 1965.

Gregory, Richard, The Intelligent Eye, Weidenfeld and Nicolson, 1970.

Neumann, John von, and Oskar Morgenstern, Theory of Games and Economic Behavior, Princeton University Press, 1943.

Wooldridge, Dean E., The Machinery of the Brain, McGraw-Hill, 1963.

Примечания

1

Цитата из Нового Завета: Не много Ты унизил его пред Ангелами. Евреям 2:7. — Примеч. ред.

(обратно)

2

Женских особей сивапитеков, предков современных орангутанов, долгое время ошибочно выделяли в род рамапитеков. — Примеч. ред.

(обратно)

3

Современная наука доказала, что это не так. — Примеч. ред.

(обратно)

4

Перевод А. Штейнберга.

(обратно)

5

Перевод А. Эфроса.

(обратно)

6

Футшток — простейший прибор для определения колебаний значений уровня моря. Обычно представляет собой деревянную линейку, на которой деления обозначены разноцветными метками.

(обратно)

7

Седловая точка — точка, в которой функция двух аргументов является одновременно максимумом относительно одной переменной и минимумом относительно другой.

(обратно)

8

Перевод А. Парина.

(обратно)

9

Перевод. В. Левика.

(обратно)

10

Перевод В. Рогова.

(обратно)

11

Перевод С. Маршака.

(обратно)

12

Перевод дается по русской статье Википедии. — Примеч. ред.

(обратно)

13

Уотсон Дж. Двойная спираль. М.: Мир, 1969.

(обратно)

Оглавление

Предисловие

Введение

Глава 1. Ниже ангелов[1]

Глава 2. Урожайные сезоны

Глава 3. Каменная кладка

Глава 4. Скрытая структура

Глава 5. Музыка сфер

Глава 6. Звездный вестник

Глава 7. Величественная точность

Глава 8. Подчинение энергии

Глава 9. Одновременные открытия

Глава 10. Мир внутри мира

Глава 11. Знание или достоверность

Глава 12. Поколение за поколением

Глава 13. Долгое детство

Список литературы Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg